GKN航空航天公司平稳有序的发动机生产
用于高精密金属加工的机床
GKN是全球领先的航空航天技术领域跨技术供应商， 在15个国家拥有50个生产基地，为全球超过90%的飞机和发动机制造商提供产品和服务。他们为航空航天领域研发和制造创新的智能系统和技术，应用场景如货机和全球最大的客机等。该公司还从事空间技术方面的工作。例如，他们为著名的Ariane 5运载火箭生产了火箭喷管。
GKN为航空航天领域生产发动机组件
GKN的工业物联网工程师Mikael Alm说道：我们生产用于飞机发动机的组件。在我所在的数字网络发展部门，我们聚焦于精密机床相关工作，借助传感器来监测机床，确保一切顺利运行，避免发生意外。我们使用不同的传感器来确保最佳的生产过程。近3年来，我们一直使用ifm的振动传感器来监测机床的主轴。
金属加工领域的许多操作都是通过计算机全自动化完成的，例如铣头高速铣削金属，切削刀具加工出微米级精度的轴，钻头加工出精确的钻孔等。这是高精密飞机涡轮发动机组件能够在极短时间内完成生产的主要方式。
确保工件加工过程中的无故障至关重要，这是持续保证卓越产品质量的唯一途径。由于加工速度快且作用力大，能够快速响应的诊断系统成为必需，系统应可立即检测到刀具的损坏或者加工期间的碰撞并立即停止生产过程，从而避免机器和工件损坏。持续的 振动诊断 已被证明是最优方法。
用于保护刀具和工件的足量冷却液
见微知著
该系统的核心元件是由传感器专家ifm提供的高灵敏度且极其可靠的振动传感器，该传感器直接安装在主轴外壳上。 VSA系列振动传感器 是一种小型的微机械加速度传感器，可连续检测非旋转机械表面上的振动。
图1：持续监测：ifm的VSA004型振动传感器安装在主轴上。图2：VSE100估算单元能检测极小的振动，并在超出限值时发出信号。
VSA非常灵敏，甚至能检测到仅1毫米大小的铣头上由不平衡导致的微小损坏。例如，根据振动特征的变化，可以检测钝钻或过多切屑等导致的切削力变化并将其报告给诊断装置。在GKN， VSE100 估算单元由ifm提供。它可处理多达4个振动传感器的信号，并在发生故障时触发警告或停机，数据则通过以太网传输至更高层级的控制器。
在加工过程中每件刀具及每个步骤的振动和碰撞的检测限值可保存在机器控制器中。为了提前确定这些数值，可以在示教模式中执行程序循环。每件刀具的单独振动数据和可调容差值保存在控制器中。若加工期间超出了这些数值，则视为存在错误，并根据振动的幅度，发出警告信息或停止加工。
另一个保护功能是主轴状态监测。复杂主轴机构上的轴承磨损可以根据异常的振动特征进行检测和指示。这可为用户提供更全面的安全性。
其他传感器：
评估系统有2路模拟量输入，可以集成用于监测测量参数的额外传感器。GKN使用大量的 PN7 压力传感器 来持续控制冷却管中的压力。压力降低可能会停止冷却过程并损坏刀具和工件，因此在故障情况下操作压力过低时，需要传感器发出信号。
GKN通过 AS-i 总线系统 将所有传感器连接至中央控制器。借助AS-i IO模块，可以使用一根两线制扁平电缆将多达127个传感器的信号发送至AS-i主站。总线布线可显著降低布线成本，并提高安装的灵活性。
图1：压力传感器监测冷却回路中的压力。图2：减少布线：AS-i模块采集传感器数据并通过两线制总线电缆将其传输至控制器。
评估
GKN使用SMARTOBSERVER来监测和分析机器状态。该软件由ifm专门开发用于设备的状态监测。传感器的所有测量值都将在这里汇集。软件可视化地监测所有过程值及其限值，同时该软件还可创建趋势分析等，帮助优化生产流程。
Mikael Alm解释道：掌握生产过程中的动态对我们而言非常重要。我们的产品非常昂贵，因此我们必须在生产过程存在瑕疵时做出改进。我们可以在自己的分析工具中使用SMARTOBSERVER采集的数据，并进行精确的评估和相应处理。ifm软件能够管理大量的警报，可以对机器进行基于状态的维护。
提高透明度并实现优化：SMARTOBSERVER软件采集、可视化展示并分析所有传感器数据
结论
借助传感器和SMARTOBSERVER，可以对机床进行可靠的自动化监测。及时检测出故障，并且可以根据计算和状态实施维护操作。这不仅能节省成本，还能确保最大的可用性和最高的产品质量。
Mikael Alm总结道：多年来，我一直实施这种类型的维护，并取得了预期的效果。ifm的传感器和软件组合解决方案，正在并将持续帮助我们理解并改进我们的设备。ifm的客户支持同样出色，他们始终能帮助我们找到合适的解决方案。与客户的密切合作还体现在ifm的标语上：ifm close to you。