Efficienza nelle macchine utensili con sercos energy D. Dallefrate, Milano 21/6/2012

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Aureliano Riccio
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1 Efficienza nelle macchine utensili con sercos energy D. Dallefrate, Milano 21/6/2012 1

2 Efficienza nelle macchine utensili con sercos energy Sommario Il problema La soluzione Gli strumenti Esempi applicativi Ottimizzazione energetica percorso utensile Calcolo consumi energetici macchina utensile idraulica Conclusioni 2

3 Il problema Fino ad oggi: processi produttivi/lavorazioni non trasparenti Part program Consumo energetico Tempi ciclo Dove sono i colli di bottiglia? Pezzo lavorato 3

La soluzione Usare il controllo numerico per analizzare l efficienza della macchina/impianto Part program PLC NC IO drive processo Pezzo lavorato 4 Bosch Rexroth AG 9/22/2010 DC-IA/SPF2

4 La soluzione Usare il controllo numerico per analizzare l efficienza della macchina/impianto Part program PLC NC IO drive processo Pezzo lavorato 4 Bosch Rexroth AG 9/22/2010 DC-IA/SPF2 Bosch Rexroth AG All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

IndraControl V operator panel Ethernet TCP/IP Inline modular I/O IAC-R hydr.

5 Gli strumenti Come funziona IndraMotion MTX ega Energy analyzer? Programming Engineering Inline compact I/O IndraControl L CNC control IndraControl V operator panel Ethernet TCP/IP Inline modular I/O IAC-R hydr. valve with IndraDrive integrated axis control for servo and main spindle Lettura Elaborazione Analisi REC 5

Esempi applicativi Efficienza energetica con l ottimizzazione del percorso utensile Il problema Il cambio utensile come movimento standard eseguito frequentemente offre possibilità di ottimizzazione

6 Esempi applicativi Efficienza energetica con l ottimizzazione del percorso utensile Il problema Il cambio utensile come movimento standard eseguito frequentemente offre possibilità di ottimizzazione temporale ed energetica. 1. Step Analizzare il consumo energetico sul percorso utensile Valutazione con oscilloscopio energetico Individuazione delle sequenze critiche nel part program 2. Step Ottimizzazione del moto per evitare accelerazione/decelerazioni non volute Limitazione del jerk Interpolazione spline blending dei movimenti di rapido Transizione blocco senza riduzione velocità Percorso iniziale (G0, G1) Percorso ottimizzato 6

Esempi applicativi Efficienza energetica con l ottimizzazione del percorso utensile 4D visualization provides extensive functions for analyzing position-related data Colored diagram of values (4th

7 Esempi applicativi Efficienza energetica con l ottimizzazione del percorso utensile 4D visualization provides extensive functions for analyzing position-related data Colored diagram of values (4th dimension) in relation to the workpiece coordinates Thus it is possible to analyze process variables in relation to the tool bath in a graphical way Assigning the values to the NC block by clicking on the tool path Function for example can be used to optimize the power of the spindle along the tool path 7

8 Esempi applicativi Analisi energetica macchina utensile idraulica process turning operation with three tools Transfer of workpiece to counter spindle Automatic loading/unloading hydraulic constant pump 40bar chuck clamping of tool revolver Task Energy consumption of hydraulic unit per part/hour 8

9 Esempi applicativi analisi energetica macchina utensile idraulica Measurements hydraulic P_Hyd_in electrical power applied to hydraulic unit Q volume flow p preasure Measured value aquisition via analog input of IndraDrive. 9

Esempi applicativi analisi energetica macchina utensile idraulica Machine model editor for calculation of characteristic values determing of utilization rate P_Hyd_out = p*q/(612/1000) P_Hyd_in =

10 Esempi applicativi analisi energetica macchina utensile idraulica Machine model editor for calculation of characteristic values determing of utilization rate P_Hyd_out = p*q/(612/1000) P_Hyd_in = measured_value/1000 P_Hyd_utilization = (P_Hyd_out/P_Hyd_in)*100 energy consumption of hydraulic unit per part/hour E_Energy_Hyd_per_Part = Area(P_Hydr_zu)/3600 E_Energy_Hyd_per_hour = E_Energy_Hyd_pro_Teil / Taktzeit *

Esempi applicativi analisi energetica macchina utensile idraulica Display of calculated signals the signals calculated via the model editor P_Hyd_out P_Hyd_in can be displayed using the oscilloscope

11 Esempi applicativi analisi energetica macchina utensile idraulica Display of calculated signals the signals calculated via the model editor P_Hyd_out P_Hyd_in can be displayed using the oscilloscope function and can be chronologically assigned to the NC blocks using the program tree The input power of the hydraulic unit is about 600W even though no hydraulic function is enabled, auch wenn keine Hydraulikfunktion aktiv (P_Hyd_out about 0)! The reason is permanent operation of an constant pump of the hydraulic unit possible measure: need-based operation by using a speed variable pump 11

12 Esempi applicativi analisi energetica macchina utensile idraulica Display of the utilization rate of the hydraulic unit Showing the utilization rate of the hydraulic unit as diagram The diagram shows the mean values of the input power (P_Hyd_in) and the output power of the hydraulic unit (P_Hyd_out) The utilization rate of 16% (P_Hyd_utilization) results of the permanent operation of the hydraulic pump even if there is no hydraulic function enabled. The utilization rate is work piece dependent 12

13 Esempi applicativi analisi energetica macchina utensile idraulica Display of the energy consumption per part and hour, respectively Display of the energy consumption per part/hour using the diagram function E_Energy_Hyd_per_Part E_Energy_Hyd_per_Hour Thus energy costs can be calculated for each part and production hour. Beispiele Berechnung des Energiebedarfs pro Teil / Stunde (Modellierung) Darstellung der Kenngrößen in verschiedenen Diagrammarten 13

14 Conclusioni IndraMotion MTX ega Vantaggi Basato su sercos Energy profile Strumento innovativo per analizzare i consumi energetici Adatto per tutte le tecnologie manifatturiere presenti nelle macchine utensili Semplice da usare IndraMotion MTX ega supporta OEM durante commissioning Set-up iniziale della macchina End User durante operatività della macchina (condition monitoring) 14

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