Robotin kunnonvalvonta. Robotin kunnonvalvonta. Käyttövarmuus - kp-strategia. Sisältö

Transkriptio

1 Prognos - vuosiseminaari 2 Robotin kunnonvalvonta Jari Halme Tutkija jari.halme@vtt.fi Sisältö n valinta Robotin kuntoon perustuva Tiedonkeruu Analyysit Robotin kunnonvalvonta 2 Käyttövarmuus - kp-strategia yhteenveto Käyttövarmuutta hallitaan oikealla suunnittelulla ja oikealla huollolla Kunnossapidon huoltomuodot: ei huoltoa vikaan perustuva huolto (FBM) aikaan perustuva huolto (SM) kuntoon perustuva huolto () (kunnon ennustamiseen perustuva huolto) (reaaliaikaisesti takaisinkytketty huolto) Oikea huoltotapa: teknistaloudellinen ongelma 3 1

2 Käyttövarmuus - kriittiset kohteet Vikaantumisriskit, -kohteet ja vikatyypit Menetelmä mm. vika-vaikutus-kriittisyysanalyysi (FMECA) Kriteerit valinnoille taloudelliset tunnusluvut toiminnalle/tuotannolle epäkäytettävyyskustannukset kunnossapitokustannukset havainnointitodennäköisyydet Prosessi: Robotti: Analyysi -> input output Tuotot Kustannukset 4 Robotti - kriittiset kohteet Tarkistus ja tehtävälistat (SM & CPM) Tarkistustehtävät sähkökaapelit, joustavat liitokset, tiivisteet, hihnat & ketjut jännite paine-ero suodattimien yli hydrauliikkaneste Rutiinitehtävät puhdistus servojen säädöt voitelu - johteet, hammastangot, laakerit, vaihteet & ketjut jännitys- ja kireystasot - vaihteet, hihnat & ketjut määräaikaisvaihdot kuluville osille - suodattimet, harjat, vaihtokärjet Käyttö- ja huoltokokemus Vika- ja vauriotilastot Historia & ennakkoarviot ylläpidetään lokikirjaa jokaiselle robotille muutostrendien identifiointi Starr, A. & Wynne, R. Maintenance of robots in automated production Robotti - kriittiset kohteet Vaihteet Tiivisteet Käytöt Niveltiivisteet Pettämisen vaikutukset vakavia Planeettavaihteet Välityssuhde (4*4) Arvokkaat Servomoottorit Arvokkaat 4 % vioista liittyy asemointiin! [Starr, A., Maintenance of robots in automated production] 6 2

3 Askeleet: Vian havainnointi Vian luokittelu Vian paikannus Vian vakavuuden arviointi jäljellä olevan eliniän ennustaminen Vaihdevauriotyyppejä väsymismurtuma 37% ylikuormitusmurtuma 2% hampaan kuoppautuminen2% Servomoottorivauriotyyppejä laakerivauriot 4% staattori 2% roottori % 7 TIEDONKERUU Robotti Fanucin M6-tyypin robotti, normaali työkierto, lyhennetyt tauot Anturointi Värähtely, radiaalisuuntaiset herätteet niveliltä 2 ja 3 AE kriittisimpään vaihteeseen (nivel 2) Kokonaisäänitaso ja -tilanne robottisolusta Rasvanäytteet 29 robottia, 6 akselia = 174 rasvanäytettä Robotin työkierto Huomioita Pyörimis- ja liikenopeudet eivät vakioita Kuorman asema tukipisteeseen nähden muuttuu Ei vakiotilaa yhdessä työkierrossa Työkiertojen välinen vertailu mahdollista 9 3

4 Suodatettu ääni [V] Värähtelynopeus [mm/s] Värähtelynopeus [mm/s] 4 Nivel 2 Robotin työkierto Nivel Nivel Nivel Nivelet Mittaus 1 Mittaus 2 Värähtelynopeus [mm/s] Värähtelynopeus [mm/s] Suodatettu ääni [V] Analysointioptiot 1. Työkierron tarkkuuteen vaikuttavien muutosten monitorointi rinnakkaisten vasteiden vertaaminen testiajot 2. Kunnonvalvonta-analyysit komponenttikohtaisten herätteiden erottaminen onnistuuko? Työkierron tarkkuus Mittaukset 1 ja 2 (lähtökohdat verhokäyrille 1 ja 2) Verhokäyrä 1 Verhokäyrä Menetelmäesimerkki: Värähtelykiihtyvyyden verhokäyrät taajuusalueella 1-3 Hz Työkierron tarkkuuden monitorointi Muutokset näkyvät poikkeamina referensseistä Residuaalien (neliö)summatrendit Ei voida erotella yksittäisiä vikakomponentteja 12 4

5 2. Kunnonvalvonta-analyysit Välityssuhteet ja hampaat i1 4, h11 12, h12 4 i2 4, h21 39, h22 4 i Maksiminopeustarkastelu Max. nivelnopeudet ensiö 3.33 Hz toisio.33 Hz Max. ryntötaajuudet ensiö 64 Hz toisio 2 Hz Kunnonvalvonta-analyysit Värähtelykiiht. Värähtelykiihtyvyys [m/s2]^2 [m/s2] Hz 2*33 Hz 64 Hz 2*64 Hz Taajuus 1[Hz] Taajuus [Hz] Värähtelykiihtyvyyden spektri näytetty koko työkierrosta planeetan ryntötaajuudet ei selkeitä Paloittain keskiarvoistettu spektri näytettä, % limittäisyys S/N max. ryntötaajuuksilla parempi Kunnonvalvonta mm. ryntö- ja omaistaajuuden sivunauhat ryntötaajuuksien harmoniset komp. Ehjälläkin näkyvät ryntötaajuudet! robottia, 6 akselia = 174 rasvanäytettä Foxconilla kirjattu ylös kokonaiskäyttötuntimäärät ja käyttötuntimäärät rasvanvaihdosta. rasvan värianalyysi Tunnit Robotin akseli Väritasot Kokonaiskäyttötunnit Käyttötunnit rasvauksesta Red Green Blue Robotti Id Robotin akseli 4 Tunnit Robotti Id Väritasot Kokonaiskäyttötunnit Käyttötunnit rasvauksesta Red Green Blue 1

6 Prosessi- ja mittausvasteet Dataverkot WWW WLAN GPRS Robotilla toteutettu datankeruu ja monitorointikonsepti Paikalliset mittausvasteet Verkkoyhteydet Data-analyysit VTT:llä Kriittisimmät komponentit servomoottorit ja vaihteet sekä tiivisteet Robotilla pyörimis- ja liikenopeuden eivät säily vakioina, samoin kuorman asema tukipisteeseen nähden muuttuu. Poikkeamatilanteiden tunnistus vastevertailulla samasta prosessista tai erillisestä vakioliikesarjasta Menetelmällä ei voida erotella yksittäisiä vikakomponentteja. Tarkennettuun kriittisimpien komponenttien seurantaan voidaan suunnitella testiajo, jossa kuormitus pidetään testin aikana vakiona ja haluttaessa myös nopeus. Etämonitoroinnin avulla robotin kuntoa voidaan seurata siellä, missä siihen on kustannusteknisesti parhaat analyysiresurssit käytössä. 17 Kiitos! Lisätietoja: Jari Halme, tutkija VTT Tuotteet ja tuotanto Puh Koneiden käyttövarmuus Mobile Metallimiehenkuja 6 Fax PL 172 http// 4 VTT 1 6