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produzione aerospaziale di reti 5G

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In una cooperazione con Ericsson, Fraunhofer IPT a Aquisgrana sta sviluppando il futuro della tecnologia di produzione aerospaziale senza fili: la progettazione trattata adattabile nel modello aerospaziale ha permesso a da 5G.

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Quando si tratta di ultimi componenti del motore aerei, l'odierna tecnologia di produzione già è sfidata quando si tratta del soddisfare le richieste riguardo ad accuratezza, alla sicurezza componente ed ai processi di produzione di efficienza in serie.

In particolare, le lame con pareti sottili ed altamente torte di ultime progettazioni del blisk richiedono un processo e un alto livello di macinazione estremamente stabili di pianificazione dei processi di evitare la vibrazione della lama durante la macinazione per evitare i difetti superficiali inaccettabili, facente questo il processo più critico nella produzione del blisk. Malgrado tutte queste sfide che sono incontrate per le geometrie correnti, le progettazioni future del blisk ancora stanno evolvendo e presto supereranno le capacità di odierni sistemi di produzione.

Tecnologia dei sensori astuta

La strategia usuale per creare un processo di macinazione per la nuova geometria del blisk è principalmente

sulla base di approssimazioni successive, rendente lo inefficiente, che richiede tempo e dipendente dall'esperienza del lavoratore. Ulteriormente, questo fa il costo e la durata di questa fase ancor meno prevedibile.

Per evitare tutte queste incertezze, l'approccio seguito da IPT, in collaborazione con Ericsson, è basato sui dati in tensione in tempo reale raccolti dai sensori astuti e dal sistema di controllo della macchina. Congiuntamente alle simulazioni del pezzo in lavorazione, questi dati danno una comprensione esclusiva in che cosa realmente sta accadendo al punto di contatto fra la punta dello strumento di taglio e la superficie componente.

Per permettere al monitoraggio di questo reparto di lavorazione più importante, il pezzo in lavorazione stesso è fornito di sensore astuto senza fili che individua lo stato trattato corrente della stabilità. Questo sensore astuto cattura le vibrazioni del pezzo in lavorazione facendo uso di un sensore miniatura di accelerazione direttamente allegato alla superficie della componente come indicata sopra (Fig.1). L'elettronica a pile di valutazione e un modulo senza fili della trasmissione 5G hanno accluso in un alloggio impermeabile IP68 per permettere di avere l'intera unità dentro la fresatrice ed allegata al pezzo in lavorazione durante l'intero processo di macinazione del blisk. Il sistema del sensore trasmette i livelli di vibrazione in una gamma di frequenza fino a 10kHz ad un sistema del ricevitore fuori della macchina per l'analisi dei dati di dati e la determinazione successive della stabilità trattata.

5G per produzione

Le tecnologie di trasmissione senza fili sono diffuse attraverso molti campi dell'applicazione. Nell'industria, queste applicazioni principalmente si limitano agli usi non critici senza i problemi di sicurezza, i tassi di dati bassi e nessun vincoli di difficoltà. Per fabbricazione e controllo dei processi dei prodotti complessi quali i blisks, i requisiti di trasmissione sono molto più alti. La sincronizzazione, l'affidabilità e gli alti tassi di trasmissione dei dati sono cruciali quando si tratta dei sistemi di controllo a circuito chiuso e del controllo senza fili di processo di alta precisione.

Dove la maggior parte delle tecnologie standard come Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, venire a mancare ecc., la norma futura 5G di comunicazione su mezzi mobili offre una latenza di 1ms o di di meno congiuntamente fino a capacità di lavorazione 10Gbit/s. Nel suo stadio finale, un'infrastruttura globale è stata spiegata una volta ed il supporto multilivelli implementato, 5G del dispositivo sarà una rete globale con le caratteristiche suddette, rappresentando una soluzione universale per le applicazioni collegate al piano terra del negozio, la logistica, l'inseguimento e le combinazioni di questi. Mettendo a disposizione questa tecnologia l'industriale e d'esplorazione, casi ultrabassi affidabili di uso della latenza in un ambiente di produzione reale è l'obiettivo principale di IPT e della cooperazione di Ericsson.

Il progetto di macinazione del blisk è il primo delle prove multiple attualmente che sono esplorate sull'officina di IPT fornita 5G a Aquisgrana, facendo uso di solo sistema precommercial 5G in un ambiente di produzione universalmente fornito da Ericsson. Con questa combinazione unica di impianti 5G e di macchine fabbricanti complete, Fraunhofer IPT è capace di fornire ai partner dalle varie industrie ed ai campi della ricerca un banco di prova unico (Fig.2) per realizzare le numerose applicazioni senza fili industriali.

Controllo dei processi adattabile

Dopo senza fili l'acquisizione delle informazioni di vibrazione direttamente dal processo, valutare ed elaborare sono i punti logici seguenti verso una progettazione trattata ottimizzata e stabile, dove la lama non è stimolata alle frequenze di risonanza (eigenmodes). Con un'estrazione continua dei dati coordinati della macchina dal sistema di controllo della macchina, i dati del sensore possono ora essere collegati con la posizione sulla superficie della parte dove sono stati catturati.

Usando questi dati nello spazio risolti di vibrazione, congiuntamente ai dati di simulazione della lama, una strategia di controllo precisamente adattata può essere derivata. Prendendo la stabilità trattata corrente dal sensore, la posizione dello strumento dal controllo di macchina ed i dati di simulazione come input, un algoritmo di controllo può calcolare la velocità di rotazione del mandrino ottimale riguardo allo stato in vivo del pezzo in lavorazione ed al suo comportamento costantemente cambiante. Il controllo in feed back delle questi informazioni al controllo di macchina infine chiude il ciclo. Con i dati di simulazione mentre le informazioni di base sul comportamento della parte, frequenze critiche possono efficacemente essere evitate in un controllo di ciclo chiuso online mentre ottengono individuati.

Blisk gemellato e collegato di Digital

Mentre il controllo di processo è importanti durante la fabbricazione, la documentazione rimane un compito continuo durante l'intera vita di una parte, variando dai dati di CAD/CAM, dai dati fabbricanti e dai dati della metrologia ai dati operativi ed ai dati di manutenzione. Questa documentazione è richiesta da legge, causa un carico di lavoro enorme e, nella maggior parte dei casi, è fatta manualmente dal lavoratore che è incaricato dei processi correnti. Applicando la connettività di dati a tutte quelle fasi permette alla pietra miliare importante seguente verso l'aspetto più centrale dell'industria 4,0; dati integrati e centralizzati congiuntamente alla sua disponibilità a tutti i sistemi ed utenti di reti del cliente.

“Il gemello di Digital” (Fig.3) di una componente, di un'assemblea o di intero motore aereo combina tutti questi dati. L'automazione di questa raccolta di dati richiede i dispositivi altamente integrati del sensore con le capacità di preelaborazione avanzate e un'interfaccia senza fili universale di dati. 5G comprende esattamente questa interfaccia, una rete globale adatta a tutti i tipi di sistemi dell'acquisizione dei dati che variano dal sensore basso della latenza e dalle applicazioni di controllo ai dati statistici a lungo termine in grande quantità.

Per i motori aerei futuri, questo sarà raggiunto dai dispositivi alto-integrati che combinano i sensori, la lavorazione, l'archiviazione di dati, i moduli di comunicazione ed i sistemi di approvvigionamento di energia efficienti. I dispositivi come questo altamente saranno resi resistenti per resistere alle condizioni ambientali estreme dentro un motore aereo, che li permettono di essere inclusi nella componente durante la sua intera vita.

Il gemello digitale permetterà una migliore comprensione di che cosa è accaduto durante la fabbricazione di un divisorio nel caso di un difetto o di un guasto, la ragione per questo può essere rintracciato alla sua origine per eliminare il problema ed impedirlo in futuro. Durante il funzionamento, i dati raccolti saranno essenziali per determinare la salute della componente o per indossare lo stato e programmare di conseguenza le attività di manutenzione seguenti. Per concludere, la raccolta dei dati risultanti di manutenzione sarà un input importante per la prossima generazione di progettazione del blisk, in base alle nuove informazioni e comprensioni autorizzate da 5G.