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producción aeroespacial conectada 5G

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En una cooperación con Ericsson, Fraunhofer IPT en Aquisgrán está desarrollando el futuro de la tecnología de producción aeroespacial inalámbrica: el diseño de proceso adaptante en la creación de un prototipo aeroespacial permitió por 5G.

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Cuando se trata de los últimos aero- elementos del motor, la tecnología de producción de hoy se desafía ya cuando se trata de cumplir los requisitos referentes exactitud, seguridad componente y a procesos de producción de la eficacia en serie.

Particularmente, las cuchillas de paredes delgadas y altamente torcidas de los últimos diseños del blisk requieren un proceso y un alto nivel que muelen extremadamente estables de proceso que planean evitar la vibración de la cuchilla durante moler para evitar defectos superficiales inaceptables, haciendo este el proceso más crítico de la producción del blisk. A pesar de todos estos desafíos que son encontrados para las geometrías actuales, los diseños futuros del blisk todavía están desarrollando y pronto excederán las capacidades de los sistemas de producción de hoy.

Tecnología de los sensores elegante

La estrategia usual para crear un proceso que muele para una nueva geometría del blisk está sobre todo

de acuerdo con el ensayo y error, haciéndolo ineficaz, largo y dependiente en la experiencia del trabajador. Además, esto hace el coste y la duración de esta fase incluso menos fiable.

Para evitar todas estas incertidumbres, el acercamiento seguido por IPT, en cooperación con Ericsson, se basa en los datos vivos en tiempo real recogidos de los sensores elegantes y del sistema de control de la máquina. Conjuntamente con simulaciones del objeto, estos datos dan una penetración exclusiva en qué está sucediendo realmente en el punto de contacto entre la extremidad de la herramienta que corta y la superficie componente.

Para permitir la supervisión de esta área de proceso más importante, el objeto sí mismo se equipa de un sensor elegante inalámbrico que detecte la situación de proceso actual de la estabilidad. Este sensor elegante captura vibraciones del objeto usando un sensor miniatura de la aceleración atado directamente a la superficie del componente como se muestra sobre (Fig.1). La electrónica con pilas de la evaluación y un módulo inalámbrico de la transmisión 5G incluyeron en una vivienda impermeable IP68 para permitir tener la unidad entera dentro de la fresadora y atada al objeto durante el proceso que molía entero del blisk. El sistema del sensor transmite niveles de la vibración en una gama de frecuencia hasta 10kHz a un sistema del receptor fuera de la máquina para el analytics de los datos y la determinación subsiguientes de la estabilidad de proceso.

5G para la producción

Las tecnologías de transmisión inalámbricas son extensas a través de muchos campos del uso. En industria, estos usos se restringen sobre todo a las aplicaciones no críticas sin cuestiones de seguridad, tarifas de datos bajas y ningunos apremios de la dificultad. Para la fabricación y el control de proceso de productos complejos tales como blisks, los requisitos de transmisión son mucho más altos. La sincronización, la confiabilidad y las altas tarifas de transmisión de datos son cruciales cuando se trata de sistemas de control a circuito cerrado inalámbricos y del control de procesos operativos de la alta precisión.

Donde la mayoría de las tecnologías estándar como Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, fall del etc., el estándar futuro 5G de la comunicación móvil ofrecen un estado latente de 1ms o menos conjuntamente con hasta la producción 10Gbit/s. En su estadio final, una infraestructura global se ha desplegado una vez y la ayuda de niveles múltiples ejecutada, 5G del dispositivo será una red global con las características ya mencionadas, representando una solución universal para los usos conectados en nivel de la planta de producción, logística, el seguimiento y combinaciones de éstos. La fabricación de esta tecnología disponible y la exploración de casos ultrabajos industriales, confiables del uso del estado latente en un ambiente de producción real es el objetivo principal de IPT y de la cooperación de Ericsson.

El proyecto que muele del blisk es el primer de los ensayos múltiples que son explorados actualmente en el pie de máquina equipado 5G de IPT en Aquisgrán, usando el único sistema precommercial 5G en un ambiente de producción por todo el mundo proporcionado por Ericsson. Con esta combinación única del equipo 5G y de maquinaria de fabricación completa, Fraunhofer IPT es capaz de proveer de socios de diversas industrias y de campos de la investigación un banco de pruebas único (Fig.2) para realizar usos inalámbricos industriales numerosos.

Control de proceso adaptante

Después sin hilos de adquirir la información de la vibración directamente del proceso, la evaluación y el proceso son los pasos lógicos siguientes hacia un diseño de proceso optimizado y estable, donde la cuchilla no se activa en las frecuencias de la resonancia (eigenmodes). Con una extracción continua de los datos coordinados de la máquina del sistema de control de la máquina, los datos del sensor se pueden ahora ligar con la ubicación en la superficie de la parte en donde fueron capturados.

Usando estos datos espacial resueltos de la vibración, conjuntamente con los datos de la simulación de la cuchilla, una estrategia exacto adaptada del control puede ser derivada. Tomando la estabilidad de proceso actual del sensor, la ubicación de la herramienta del control de máquina y los datos de la simulación como entrada, un algoritmo de control puede calcular la velocidad óptima del eje en cuanto a la situación de la vida real del objeto y a su comportamiento constantemente cambiante. La retroacción de esta información al control de máquina finalmente cierra el lazo. Con los datos de la simulación como información general en el comportamiento de la parte, las frecuencias críticas se pueden evitar con eficacia en un control de lazo cerrado en línea mientras que consiguen detectadas.

Blisk gemelo y conectado de Digitaces

Mientras que el control y el control de procesos operativos es importantes durante la fabricación, la documentación sigue siendo una tarea continua en el curso de la vida entero de una pieza, extendiéndose de datos del CAD/CAM, de datos de fabricación y de datos de la metrología a los datos operativos y a los datos del mantenimiento. Esta documentación es requerida por la ley, causa una carga de trabajo enorme y, en la mayoría de los casos, es hecha manualmente por el trabajador que está responsable de los procesos actuales. La aplicación de conectividad de los datos a todas esas etapas permite el jalón importante siguiente hacia el aspecto más central de la industria 4,0; datos integrados y centralizados conjuntamente con su disponibilidad a todos los sistemas y usuarios conectados del cliente.

El ‘gemelo de Digitaces’ (Fig.3) de un componente, de una asamblea o de un aero- motor entero combina todos estos datos. La automatización de esta recopilación de datos requiere los dispositivos altamente integrados del sensor con capacidades de preproceso avanzadas y un interfaz inalámbrico universal de los datos. 5G personifica exactamente este interfaz, una red global conveniente para toda clase de sistemas de adquisición de datos que se extienden del sensor bajo del estado latente y de usos del control a los datos estadísticos a largo plazo en grandes cantidades.

Para los aero- motores futuros, esto será alcanzada por los dispositivos alto-integrados que combinan los sensores, el proceso previo, el almacenamiento de datos, los módulos de comunicación y los sistemas de suministro de energía eficientes. Los dispositivos como esto serán construidos sólidamente altamente para resistir las condiciones ambientales extremas dentro de un aero- motor, que permiten que sean integradas en el componente en su curso de la vida entero.

El gemelo digital permitirá una mejor comprensión de qué sucedió durante la fabricación de una partición en caso de un defecto o de un fracaso, la razón de esto puede ser remontado a su origen para eliminar el problema y prevenirlo en futuro. Durante la operación, los datos recogidos serán esenciales determinar la salud del componente o llevar la situación y programar las tareas de mantenimiento siguientes por consiguiente. Finalmente, la colección de los datos resultantes del mantenimiento será una entrada importante para la siguiente generación de diseño del blisk, sobre la base de la nuevas información y penetraciones autorizadas por 5G.