Surveillance de l'état de la chaîne

Développé en interne par iwis, le système de surveillance CCM-S mesure en permanence l'allongement d'usure des chaînes en cours de fonctionnement et avertit à temps le personnel de maintenance qu'une chaîne doit être remplacée.

La maintenance prédictive est une question clé dans le contexte de l'industrie 4.0 lorsqu'il s'agit de tirer le meilleur parti des machines et des systèmes. Un nouveau système intelligent du fournisseur de la chaîne iwis antriebssysteme permet d'éviter les arrêts de production résultant d'une maintenance et de réparations non programmées : il surveille en permanence l'allongement des chaînes et donne un avertissement en temps utile afin que des mesures appropriées puissent être prises.

Si les chaînes s’étirent et s'usent en raison de la température et de la charge ou si les chaînes fonctionnant en parallèle ont des longueurs différentes, même un écart d'un pour cent par rapport au pas nominal de la chaîne peut entraîner des problèmes dans une machine. Pour prendre un exemple de la production de chocolat, qui est très exigeante pour les chaînes et systèmes de chaînes, cela pourrait entraîner un changement de position des moules à chocolat.

En effet, lorsque des barres de chocolat, des chocolats ou des biscuits sont fabriqués sur une chaîne de production, les chaînes d'entraînement utilisées sont toujours soumises à des tolérances de longueur très strictes et à des tolérances sur les paires de chaînes. Les chaînes de transport des moules doivent fonctionner en permanence en parallèle – un positionnement exact est indispensable. Les systèmes et les composants des machines doivent donc être surveillés et contrôlés régulièrement.

Toutefois, lorsque le système indique qu'il faut procéder à un entretien ou à un ajustement, il est souvent déjà trop tard. La maintenance préventive permet aux ingénieurs mécaniciens de réagir avec plus de souplesse et de manière plus économique.


CCM-S assure une surveillance constante du système en direct
C'est exactement ici qu'intervient la solution intelligente du fabricant international de chaînes basé à Munich : avec le système intelligent de surveillance de l'allongement des chaînes CCM-S (Chain Condition Monitoring ─ Smart), les utilisateurs peuvent surveiller en permanence l'allongement des chaînes d'entraînement à partir des capteurs sans avoir à interrompre la production.

Le système breveté mesure l'allongement des chaînes pendant le fonctionnement. Il permet aux entreprises de prendre des mesures précoces en informant en temps utile le personnel de maintenance sur le moment où certaines mesures doivent être prises et sur la nécessité de retendre ou de remplacer une chaîne. L’analyse intelligente des données du système permet au personnel de service de planifier à l'avance les besoins en personnel. 

Utilisation améliorée des machines
« La mesure continue de l'allongement de la chaîne offre des avantages décisifs à nos clients », explique Florian Wimmer, ingénieur d’analyse de valeur chez iwis. « Il s'agit notamment de réduire les temps d'arrêt et les interruptions de la production sur les machines et les systèmes, ce qui peut compromettre la capacité d'une entreprise à respecter les dates de livraison promises. Si la maintenance peut être planifiée, le personnel de maintenance peut réagir à temps avec l’aide de notre système », explique-t-il.

Et le temps nécessaire à la maintenance est également réduit car le CCM-S indique à l'ingénieur quelle chaîne de transmission doit être remplacée avant l'ouverture du système. « Ces avantages permettent à nos clients de tirer le meilleur parti de leurs équipements et d'augmenter l'utilisation et la productivité des machines », ajoute M. Wimmer.




Le système CCM-S mesure l'allongement de la chaîne sans aucun contact et n'intervient pas activement dans la transmission de la chaîne. Le module peut être facilement installé dans diverses applications de la chaîne.

1) Point de fixation client (2x M6)
2) Connecteur USB
3) Boîtier
4) Guide coulissant
5) Connecteur IO-Link

Installation simple et prête à l'emploi
Le module CCM-S est prêt à l’emploi. Il est très facile à installer et il n'est plus nécessaire de prérégler des valeurs ou d'effectuer un étalonnage dans l'application. Le module est simplement installé dans la machine et le système est prêt à l'emploi dès que le câble est branché.

Si le module est installé dans une transmission par chaîne existante, les utilisateurs peuvent immédiatement commencer à évaluer les données sur l'usure de la transmission de la chaîne en utilisant soit le logiciel iwis soit IO-Link.

Sans contact et sans intervention dans la chaîne de transmission
Une fois que le système de surveillance est en place, il accomplit son travail discrètement en arrière-plan : « Parce qu'il effectue des mesures précises de la longueur de la chaîne sans contact, le système CCM n'intervient pas activement dans la transmission de la chaîne », explique Florian Madlener, directeur de la R-D chez iwis, à propos de la technologie à l'origine de l'innovation, au développement de laquelle il a contribué.

Le système peut également prendre des mesures indépendamment de la vitesse. Il enregistre toujours deux lectures à deux endroits différents du capteur, les deux lectures étant prises en même temps.




d = distance définie entre les capteurs A et B
n = nombre de maillons de chaîne entre les capteurs A et B
p = pas
v = décalage résultant de l’allongement de chaîne

L'allongement de la chaîne mesuré est la différence entre la distance définie entre les capteurs (d) et la dimension nominale de la chaîne (n*p). Le CCM-S renvoie le rapport entre la longueur mesurée de la chaîne et la longueur nominale d'une nouvelle chaîne. Cette valeur est l'allongement de la chaîne en pourcentage.

Dans le cadre du CCM-S, iwis a développé un système de surveillance qui utilise le principe physique de l'induction : les rouleaux de la chaîne passent devant les bobines du capteur et peuvent ainsi être identifiés comme une unité métallique.

Mise à niveau sans problème
Les développeurs d'iwis ont voulu rendre leur solution intelligente aussi largement applicable que possible et ont conçu le système de surveillance pour différentes tailles de chaînes. « Comme le CCM-S ne détecte qu'un brin de la chaîne, il peut également surveiller les chaînes duplex et triplex », explique Florian Madlener.

Il poursuit en expliquant que la solution peut être rapidement et facilement adaptée dans une variété d'applications sans l'utilisation d'attaches spéciales sur les chaînes.

Grâce à une fonction SLE (Segment Link Elongation), le système n'enregistre pas uniquement l'élongation de la totalité de la chaîne dans le système. Grâce à la fonction SLE, la chaîne totale peut être subdivisée en segments individuels. Ceux-ci sont mesurés individuellement et évalués pour les différences par rapport à l'allongement moyen de la chaîne. Pour ce faire, des aimants doivent être fixés des deux côtés des plaques extérieures du brin de chaîne afin de définir un point de départ/fin. Cela permet au système de générer un diagramme à barres montrant l'allongement des différents segments de la chaîne.




Le système CCM-S peut également mesurer l'allongement de chaque segment de chaîne et afficher les résultats de manière claire.

Boîte d'information:

Caractéristiques techniques

• Le système CCM-S mesure l'allongement des tailles de pas suivants :
       o Standard britannique : Tailles de pas 08B à 32B
       o Standard ANSI : Tailles de pas 40 à 160
• Température ambiante : 0 ºC à 70 ºC
• Vitesse minimale autorisée : << 0,1 m/s
• Vitesse maximale autorisée : 5 m/s
• Types de matériaux de chaîne : Acier au carbone et acier inoxydable
• Classe de protection : IP67
• Interfaces : IO-Link et USB

L’idée

« La numérisation croissante de l'ingénierie mécanique et l'importance grandissante de questions telles que l'industrie 4.0, l'usine intelligente, la maintenance prédictive et la surveillance des conditions de fonctionnement entraînent des attentes plus importantes de la part de nos clients. Ils veulent des produits de l'IIdO (Internet industriel des objets), des solutions intelligentes pour la surveillance des conditions et une plus grande fiabilité des installations. La satisfaction de ces besoins a été notre motivation et le moteur du développement d'un système de surveillance de pointe pour les transmissions par chaîne. »

Florian Wimmer est ingénieur d’analyse de valeur chez iwis et travaille sur le développement du système CCM-S.

Boîte d'information (facultatif)

Que peut faire d'autre le CCM-S ?

• Contrôle de la température
Le système utilise un capteur pour mesurer la température au niveau du guide coulissant sur la surface des rouleaux de la chaîne. Un manque de lubrification peut être indiqué par des températures excessives des brins de la chaîne. Un autre capteur mesure également la température de l'unité centrale à l'intérieur du CCM-S.

• Capteur de choc
Si la chaîne heurte le guide coulissant du CCM-S, cela est enregistré par un capteur de choc dans le CCM-S. Cela peut, par exemple, être causé par des maillons rigides, qui à leur tour résultent d'une lubrification insuffisante.

• Multi-CCM-S
Les pas de chaîne supérieurs à 50,8 mm peuvent être traités en combinant deux modules CCM-S et en les montant l'un derrière l'autre sur un brin de chaîne. Chaque CCM-S fonctionne alors comme un capteur unique.

Auteurs :
Florian Madlener, directeur du développement et des tests chez iwis antriebssysteme
Florian Wimmer, ingénieur d’analyse de valeur chez iwis antriebssysteme

www.iwis.com