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체인 상태 모니터링

유지보수 4.0 - 생산 중단시간을 줄이는 지능형 체인 모니터링 솔루션

체인 상태 모니터링

iwis가 자체 개발한 CCM-S 모니터링 시스템은 작동 중인 체인의 연신 여부를 지속적으로 측정하고, 체인의 교체가 필요한 시점에 유지보수 작업자에게 적절하게 경보를 전달할 수 있습니다.

예측 유지보수는 인더스트리 4.0(Industry 4.0)과 관련하여 장비 및 시스템의 가용성을 극대화할 수 있는 중요한 문제입니다. 체인 제조업체인 iwis 안트리브시스템(iwis Antriebssystem)의 새로운 지능형 시스템은 예상치 못한 갑작스런 유지보수 및 수리로 인한 생산 중단시간을 방지할 수 있습니다. 체인의 연신 여부를 영속적으로 모니터링하고, 적절 한 조치를 취할 수 있도록 필요한 시점에 경보를 전달할 수 있습니다.

온도와 하중으로 인해 체인이 늘어나거나 마모된 경우, 또는 평행으로 구동되는 체인의 길이가 달라져 공칭 체인 피치에 단 1%의 편차만 발생해도 장비에 문제가 발생할 수 있다. 체인 및 체인 시스템에 대한 요구가 매우 까다로운 초콜릿 생산의 경우, 이로 인해 초콜릿 몰드의 위치가 변경될 수도 있습니다.

이는 초콜릿이나 초콜릿 비스킷이 만들어지는 생산라인의 드라이브 체인은 항상 평행구동 체인에 대한 매우 엄격한 길 이 공차를 적용하기 때문입니다. 몰드 컨베이어 체인은 영속적으로 평행으로 동작해야 하며, 정확한 위치 지정이 반드시 필요합니다. 따라서 시스템 및 장비의 컴포넌트를 정기적으로 모니터링하고, 점검해야 합니다.

그러나 시스템의 유지보수 또는 조정이 필요하다는 지시가 나올 때까지 기다리면 안됩니다. 장비 엔지니어들은 예측된 유지보수를 통해 보다 유연하고 경제적으로 대응할 수 있어야 하기 때문입니다.

작동 중인 시스템을 지속적으로 모니터링하는 CCM-S
독일 뮌헨에 본사를 둔 체인 제조업체인 iwis는 체인의 연신 여부를 모니터링할 수 있는 시스템인 CCM-S(Chain Condition Monitoring-Smart)를 통해 스마트 솔루션을 제공하고 있습니다. 사용자는 이 시스템을 사용해 가동중단으 로 인한 생산 저하를 방지할 수 있으며, 센서를 기반으로 체인 드라이브의 연신 여부를 영속적으로 모니터링할 수 있습니다.

특허받은 이 시스템은 가동 중에도 체인의 연신 여부를 측정할 수 있다. 따라서 기업들은 유지보수 작업자가 특정 조치를 취해야 할 시기와 체인을 다시 조이거나 교체해야 하는지에 대한 정보를 적시에 확인할 수 있어 조기 에 조치를 취할 수 있게됩니다. 또한 시스템의 지능형 데이터 분석 기능을 통해 서비스 담당자는 서비스 활동 및 인력 요건을 미리 계획할 수 있다.

장비 활용도 개선
iwis의 밸류 엔지니어인 플로리안 위머 (Florian Wimmer) 는 “체인의 연신 여부에 대한 지속적인 측정은 고객들에 게 결정적인 혜택을 제공하며. 장비 및 시스템의 생산 중단시간을 줄이고, 약속된 납기를 지킴으로써 기업의 신용도를 개선할 수 있습니다. 또한 우리의 시스템을 통해 유지보수 작업자는 유지보수를 계획하고, 적시에 대응할 수 있다.”고 설명했다.

CCM-S는 엔지니어가 시스템을 열기 전에 교체할 드라이브 체인을 알려주기 때문에 유지보수 시간도 단축된다. 위머는 “이러한 이점을 통해 고객은 장비를 최대한 활용하여 가용성 및 생산성을 높일 수 있다.”고 덧붙였다.


체인 상태 모니터링

CCM-S 시스템은 어떠한 접촉 없이도 체인의 연신여부를 측정할 수 있으며, 체인 드라이브에 개입할 필요가 없습니다. 또한 이 모듈은 다양한 체인 애플리케이션에 따라 쉽게 개조가 가능합니다.

1) 고객 고정 지점(2x M6)
2) USB 커넥터
3) 하우징
4) 슬라이딩 가이드
5) IO-Link 커넥터

간단한 플러그&플레이 설치
CCM-S 모듈은 플러그&플레이 타입으로 제공된다. 이는 설치가 매우 용이하고, 애플리케이션에서 사전에 값을 설정하거나 보정을 수행할 필요가 없으며 이 모듈은 장비에 간단히 설치되며, 케이블을 연결하면 즉시 사용할 수 있습니다.

이 모듈을 기존 체인 드라이브에 설치하는 경우, 사용자는 iwis 소프트웨어나 IO-Link를 이용해 체인 드라이브의 마모 데이터를 즉시 평가 가 가능합니다.

체인 드라이브에 개입이 필요없는 비접촉식 솔루션
모니터링 시스템이 작동되면, 백그라운드에서 안정적으로 작업이 이뤄진다. iwis의 R&D 디렉터인 플로리안 매 드레너 (Florian Madlener) 는 “접촉없이 정확한 체인 길이를 측정하기 때문에 CCM 시스템은 체인 드라이브에 적극적으로 개입할 필요가 없다.”고 설명하고, 자신이 개발한 이 기구는 혁신적인 기술에 기반하고 있다고 언급 했다.

이 시스템은 속도와 상관없이 측정이 가능하다. 두 개의 각기 다른 위치의 센서를 통해 항상 두 개의 판독 값을 기록하며, 동시에 이 판독 값을 가져온다.


체인 상태 모니터링

d = 센서 A와 B 사이의 정의된 거리
n = 센서 A와 B 사이의 체인 링크 수
p = 피치
v = 체인 신장으로 인한 오프셋

측정된 체인 연신 값은 센서(d) 간의 정의된 거리와 체인(n*p)의 공칭 치수 간의 편차이다. CCM-S는 측정된 체인의 길이와 새로운 체인의 공칭 길이 간의 비율을 제공한다. 이 값이 체인 연신율(%)이다.

iwis는 CCM-S를 위해 물리적 유도 원리를 사용하는 모니터링 시스템을 개발했다. 체인 롤러는 센서의 코일을 지나 이동하기 때문에 금속 장치처럼 이를 식별할 수 있다.

장애없이 개조 가능
iwis의 개발자는 이러한 스마트 솔루션을 최대한 다양한 애플리케이션에 적용할 수 있도록 각기 다른 크기의 체 인을 모니터링할 수 있는 시스템을 설계했다. 플로리안 매드레너는 “CCM-S는 체인의 한 가닥씩 감지하기 때문 에 이중 및 삼중 체인도 모니터링할 수 있다.”고 설명했다.

또한 그는 체인에 특수 부착물을 사용하지 않고도 다양한 애플리케이션에 따라 쉽고 빠르게 개조할 수 있다고 말했다.

이 시스템은 SLE(Segment Link Elongation) 기능을 통해 시스템의 체인 전반에 대한 연신 상태를 기록할 수 있다. 또한 SLE 기능을 사용하여 전체 체인을 개별 세그먼트별로 세분화할 수 있다. 그런 다음 개별적으로 체인을 측 정하고, 체인의 평균 연신과의 격차를 평가한다. 시작 및 종료 지점을 정의하기 위해 자석을 체인 스트랜드의 외 부 플레이트 양쪽에 부착해야 한다. 이를 통해 시스템은 개별 체인 세그먼트의 연신을 보여주는 막대 그래프를 생성할 수 있다.


체인 상태 모니터링
CCM-S 시스템은 각각의 개별 체인 세그먼트의 연신을 측정하고, 결과를 명확하게 표시할 수 있다.

주요 정보:
기술적 특성

• CCM-S 시스템은 다음과 같은 피치 크기에 대한 연신을 측정한다:
            o 영국 표준: 피치 크기 08B ~ 32B
            o ANSI 표준: 피치 크기 40 ~ 160
• 주변온도: 0°C ~ 70°C
• 최대 허용속도: << 0.1m/s
• 최대 허용속도: 5m/s
• 체인의 재질 유형: 탄소강 및 스테인리스 스틸
• 보호등급: IP67
• 인터페이스: IO-Link 및 USB

아이디어
플로리안 위머는 “기계공학의 디지털화가 가속화되고, 인더스트리 4.0 및 스마트 공장, 예측 유지보수, 상태 모 니터링에 대한 중요성이 증가하면서 부품에 대한 고객의 기대치 또한 높아지고 있다. 고객들은 상태 모니터링 및 높은 플랜트 신뢰성을 달성할 수 있는 IIoT 제품 및 솔루션을 원하고 있다. 이러한 요구를 충족시키는 것이 바 로 우리의 목표이며, 체인 드라이브를 위한 최첨단 모니터링 시스템을 개발할 수 있었던 원동력이기도 하다.”고 밝혔다.

플로리안 위머는 iwis의 밸류 엔지니어로서 CCM-S 시스템 개발을 담당하고 있다.

주요 정보(옵션)

또 다른 CCM-S의 기능은 무엇인가?

• 온도 모니터링
이 시스템은 센서를 사용하여 체인 롤러 표면에 있는 슬라이딩 가이드의 온도를 측정한다. 윤활유가 부족하면, 체인 스트랜드의 온도가 과도하게 상승하게 되는데, 이를 온도로 표시할 수 있다.

• 충격 센서(Jolt Sensor)
체인이 CCM-S의 슬라이딩 가이드에 부딪히면, CCM-S의 충격 센서에 의해 기록된다. 예를 들어, 윤활이 제대로 이뤄지지 않아 경화된 링크로 인해 이러한 사례들이 발생할 수 있다.

• 다중 CCM-S
50.8mm 보다 큰 체인 피치는 두 개의 CCM-S 모듈을 결합하여 처리할 수 있다. 하나는 체인 스트랜드에 장착하 고 다른 하나는 뒤에 장착하면 된다. 각 CCM-S 모듈은 단일 센서로 동작한다.

저자소개:
플로리안 매드레너(Florian Madlener), iwis 안트리브시스템의 개발 및 시험담당 이사
플로리안 위머(Florian Wimmer), iwis 안트리브시스템의 밸류 엔지니어

www.iwis.com
 

  에 관한 자세한 정보는 언제든지 문의하시기…

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