Mantenimiento 4.0: el control inteligente de la cadena previene los tiempos de parada

Desarrollado internamente por iwis, el sistema de control CCM-S mide continuamente la elongación por desgaste de las cadenas durante el funcionamiento y avisa de forma oportuna al personal de mantenimiento que debe sustituirse una cadena.

El mantenimiento predictivo es un factor clave en el contexto de la Industria 4.0, cuando se trata de aprovechar al máximo las máquinas y los sistemas. Un nuevo sistema inteligente del proveedor de cadenas iwis antriebssysteme previene los tiempos de parada de producción derivados de las labores de mantenimiento y reparaciones no programadas, gracias al control permanente de la elongación de la cadena, que emite un aviso oportuno para que se puedan tomar las medidas pertinentes.

Si las cadenas se estiran y desgastan como consecuencia de la temperatura y la carga, o si las cadenas que funcionan en paralelo tienen diferentes longitudes, incluso una desviación del 1 % del paso nominal de la cadena puede causar problemas en una máquina. Por ejemplo, en la producción de chocolate, las cadenas y sistemas de cadenas se someten a unas exigencias muy elevadas, lo que podría hacer que cambie la posición de los moldes de chocolate.

Esto se debe a que, cuando se fabrican barras de chocolate, bombones o galletas en una cadena de producción, las cadenas de transmisión utilizadas siempre están sujetas a tolerancias de longitud muy estrictas y tolerancias entre pares de cadenas. Las cintas transportadoras de moldes deben funcionar permanentemente en paralelo, por lo que una colocación exacta es un imperativo absoluto. Por tanto, se deben supervisar y comprobar regularmente los sistemas y componentes de la máquina.

Sin embargo, cuando el sistema indica que deben realizarse labores de mantenimiento o ajustes, suele ser ya demasiado tarde. Gracias al mantenimiento preventivo, los ingenieros mecánicos pueden reaccionar de manera más flexible y económica.

CCM-S ofrece un control constante del sistema productivo

Justo aquí es donde entra en juego la solución inteligente de iwis, el fabricante internacional de cadenas con sede en Múnich: gracias al sistema de control de elongación de la cadena CCM-S (control inteligente del estado de la cadena), los usuarios pueden controlar de forma permanente la elongación de las transmisiones por cadena a partir de sensores, sin interrupciones que comprometan la producción.

El sistema patentado mide la elongación de las cadenas durante el funcionamiento productivo, lo que permite a las empresas anticiparse y proporcionar al personal de mantenimiento la información oportuna sobre cuándo deben tomarse ciertas medidas y si una cadena necesita ser tensada o sustituida. El análisis inteligente de datos del sistema permite al personal técnico planificar las actividades de mantenimiento y los requisitos de personal por adelantado.

Mejor aprovechamiento de la máquina

«La medición continua de la elongación de la cadena supone algunas ventajas decisivas para nuestros clientes», afirma Florian Wimmer, ingeniero de valor en iwis. «Entre ellas, una reducción de los tiempos de parada e interrupciones en la producción de las máquinas y sistemas, contratiempos que pueden poner en peligro la capacidad de una empresa para cumplir con las fechas de entrega acordadas. Si se puede planificar el mantenimiento, el personal puede reaccionar a tiempo con la ayuda de nuestro sistema», explica.

El tiempo necesario para realizar el mantenimiento también se reduce, ya que el CCM-S le muestra al ingeniero qué cadena de transmisión debe sustituirse antes de abrir el sistema. «Estas ventajas permiten a nuestros clientes sacar el máximo partido de sus equipos y aumentar el aprovechamiento de la máquina y la productividad», agrega Wimmer.

El sistema CCM-S mide la elongación de la cadena sin ningún contacto y no interviene activamente en la transmisión por cadena. El módulo se puede adaptar fácilmente a una amplia gama de aplicaciones de cadena.

1) Punto de fijación del cliente (2x M6)

2) Conector USB

3) Carcasas

4) Guía deslizante

5) Conector IO-Link

Instalación sencilla plug and play

El módulo CCM-S es de tipo plug and play. Es muy fácil de instalar y ya no es necesario preestablecer ningún valor ni realizar ninguna calibración en la aplicación. Basta con instalar el módulo en la máquina y el sistema estará listo para usar en cuanto se conecte el cable.

Si el módulo está instalado en una transmisión por cadena existente, los usuarios pueden comenzar inmediatamente a evaluar los datos del desgaste de la transmisión por cadena con el software de iwis o IOLink.

Sin contacto y sin intervención en la transmisión por cadena

Cuando el sistema de control se pone en funcionamiento, realiza su tarea discretamente en segundo plano:

«Debido a que realiza mediciones precisas de la longitud de la cadena sin contacto, el sistema CCM no interviene activamente en la transmisión por cadena», explica Florian Madlener, director de I+D de iwis, sobre la tecnología detrás de la innovación, en cuyo desarrollo desempeñó un papel esencial.

El sistema también puede tomar medidas independientemente de la velocidad. Siempre registra dos lecturas en dos ubicaciones de sensores diferentes y realiza ambas lecturas a la vez.

d = distancia definida entre los sensores A y B

n = número de eslabones de la cadena entre los sensores A y B

p = paso

v = desplazamiento a raíz de la elongación de la cadena

La elongación medida de la cadena es la diferencia entre la distancia definida entre los sensores (d) y la dimensión nominal de la cadena (n * p). El CCM-S devuelve la relación entre la longitud medida de la cadena y la longitud nominal de una nueva cadena. Este valor es el porcentaje de elongación de la cadena.

En el CCM-S, iwis ha desarrollado un sistema de control que utiliza el principio físico de la inducción: los rodillos de la cadena pasan por las bobinas del sensor y, de esta forma, pueden identificarse como una unidad metálica.

Adaptación sin problemas

Los desarrolladores de iwis querían que su solución inteligente fuera lo más ampliamente aplicable posible, por lo que diseñaron el sistema de control para cadenas de distintos tamaños. «Dado que el CCM-S detecta solo un ramal de la cadena, también puede supervisar cadenas dúplex y tríplex», señala Florian Madlener.

También explica que la solución se puede adaptar rápida y fácilmente a una amplia gama de aplicaciones sin utilizar accesorios especiales en las cadenas.

Gracias a una función SLE (elongación del eslabón entre segmentos), el sistema no solo registra la elongación de toda la cadena en el sistema, sino que puede subdividir la cadena en segmentos individuales.

Estos se miden por separado y se evalúan en busca de diferencias con respecto a la elongación media de la cadena. Para lograrlo, los imanes deben estar unidos a ambos lados de las placas externas del ramal de la cadena para definir un punto de inicio/finalización. De esta forma, el sistema genera un gráfico de barras que muestra la elongación de los segmentos individuales de la cadena.

El sistema CCM-S también puede medir la elongación de cada segmento individual de la cadena y muestra los resultados claramente.

Cuadro informativo:

Propiedades técnicas

• El sistema CCM-S mide la elongación de los siguientes tamaños de paso:

o Norma británica: tamaños de paso de 08B a 32B.

o Norma ANSI: tamaños de paso de 40 a 160.

• Temperatura ambiente: de 0 ºC a 70 ºC.

• Velocidad mínima permitida: << 0,1 m/s.

• Velocidad máxima permitida: 5 m/s.

• Tipos de material de la cadena: acero al carbono y acero inoxidable.

• Clase de protección: IP67

• Interfaces: IO-Link y USB.

La idea

«El aumento de la digitalización en la ingeniería mecánica y la creciente importancia de factores como la Industria 4.0, la fábrica inteligente, el mantenimiento predictivo y el control del estado están generando mayores expectativas por parte de nuestros clientes. Requieren productos IIoT (internet industrial de las cosas), soluciones inteligentes para el control de estado y una mayor fiabilidad de la planta. Satisfacer estas necesidades fue nuestra motivación y la fuerza que impulsó el desarrollo de un sistema de control de vanguardia para transmisiones por cadena.»

Florian Wimmer es ingeniero de valor en iwis y trabaja en el desarrollo del sistema CCM-S.

Cuadro informativo (opcional)

¿Qué más puede hacer el CCM-S?

• Control de temperatura

El sistema utiliza un sensor para medir la temperatura de la guía deslizante en la superficie de los rodillos de la cadena. Las temperaturas excesivas de los ramales pueden indicar una falta de lubricación. Hay otro sensor que también mide la temperatura de la CPU dentro del CCM-S.

• Sensor de impactos

Si la cadena golpea la guía deslizante del CCM-S, un sensor de impactos lo registra en el CCM-S. Estos impactos pueden deberse a eslabones rígidos, que, a su vez, se producen por una lubricación inadecuada.

• Multi-CCM-S

Los pasos de cadena de más de 50,8 mm se pueden manejar combinando dos módulos del CCM-S y montándolos uno detrás del otro en un ramal de la cadena. De esta forma, cada CCM-S funciona como un solo sensor.