Jak zbudować magazyn serwisowy do maszyn pakujących?

Czy posiadasz zabezpieczenie w postaci magazynu części zamiennych? Czy w przypadku awarii jesteś w stanie w ciągu kwadransa przełożyć serwonapęd i wznowić produkcję? Sprawdź, jaki sprzęt posiadasz na magazynie i porównaj go z listą komponentów pracujących w twoich maszynach.

Omówmy rolę magazynu serwisowego na przykładzie sterowników i serwonapędów do maszyn pakujących.

Systemy do maszyn pakujących PacDrive – ELAU, mało znane na polskim rynku, pracują w znaczącym odsetku polskich zakładów z branży FMCG. Cieszą się one bardzo dużym zaufaniem i popularnością wśród niemieckich oraz włoskich producentów maszyn, przez których są one szeroko wykorzystywane m. in. w bardzo wydajnych maszynach pakujących. I to właśnie w tego typu maszynach najczęściej przyjeżdżają do polskich zakładów produkcyjnych.

Poza danymi statystycznymi zebranymi wśród klientów ASTOR z branży spożywczej, są też inne niepokojące informacje, o których warto wspomnieć. Pomimo wycofania serii PacDrive M z końcem 2018 roku i zastąpieniu jej serią PacDrive 3, spotykamy wśród naszych klientów maszyny dostarczone przed rokiem, 2–3 latami zbudowane na komponentach PacDrive M. Oznacza to, że nowa maszyna jest zbudowana de facto na przestarzałych komponentach… może uchronić Cię tylko czujność i własna wiedza.

Stwórz magazyn serwisowy w oparciu o fakty

Aby skutecznie rozpoznać sterowniki i serwonapędy ELAU – PacDrive spośród wszystkich urządzeń w Twoim zakładzie, skorzystaj z narzędzi diagnostycznych – wystarczy wpiąć się do switcha, do którego doprowadzona jest również komunikacja z urządzeń PacDrive M, następnie skorzystać z narzędzia PacDrive Netmanage, które pokaże wykorzystywane w systemie sterowniki – jak na dłoni. Jeżeli nie masz dostępu do narzędzi diagnostycznych, inżynierowie z firmy ASTOR udostępnią je dla Ciebie nieodpłatnie i pomogą przejść pierwsze kroki z oprogramowaniem.

/

Jeżeli posiadasz już oprogramowanie diagnostyczne dla systemów PacDrive M, a nie wiesz, jak wykorzystać wszystkie jego możliwości, skontaktuj się z nami, a inżynier wsparcia ASTOR pomoże Ci poszerzyć wiedzę.

/

Co należy wziąć pod uwagę w przypadku tworzenia magazynu serwisowego dla takich urządzeń?
1. wyniki identyfikacji sprzętu w oprogramowaniu diagnostycznym,
2. wyniki kompleksowego audytu dokonanego przez certyfikowanego inżyniera wsparcia ELAU – Pac- Drive (obecnie takie wsparcie prowadzi ASTOR).

W każdym z tych przypadków powinieneś finalnie znać:
a. w przypadku sterownika: model, wersje firmware i hardware,
b. w przypadku serwowzmacniaczy: również amperaż.

Skorzystaj z audytu i otrzymaj rekomendacje

Jeśli nie masz wystarczających informacji na temat całej populacji urządzeń PacDrive, które pracują w maszynach Twojego zakładu, polecamy skorzystać z audytu systemów serwonapędowych PacDrive. Audyt wskaże Ci dostępność, możliwość wymiany i migracji, zamienniki urządzeń. Dowiesz się, w którym miejscu konieczna jest natychmiastowa reakcja, a gdzie nie widać zagrożenia dla dostępności parku maszynowego.

Jak planować stany magazynowe dla maszyn pakujących?

Wysokość stanów magazynowych dla poszczególnych komponentów może się znacząco od siebie różnić. W pierwszym kroku, jeżeli zastanawiasz się nad tym, czy powinieneś uzupełnić stany magazynowe o produkty PacDrive – ELAU, zidentyfikuj na ilu wydziałach, liniach produkcyjnych oraz w ilu zakładach Twojej firmy działają wcześniej wspomniane napędy bądź inne urządzenia automatyki, których dostępność chciałbyś zapewnić.

Następnie należy rozważyć, jak kluczowe są poszczególne maszyny, wykorzystujące dane urządzenia. Na tej podstawie jesteś w stanie zdecydować, czy magazyn serwisowy chcemy budować globalnie – przykładowo w centralnej siedzibie firmy dla wszystkich jej oddziałów, czy może lokalnie, a czasem nawet punktowo – gdy każdy z wydziałów Twojego zakładu produkcyjnego ma swój własny magazyn części zamiennych.

Następnym krokiem powinno być zebranie, zsumowanie i zgrupowanie wszystkich komponentów pracujących w maszynach, dla których zabezpieczeniem będzie budowany magazyn. Urządzenia systemów PacDrive M możemy podzielić na 4 grupy – kontrolery, serwowzmacniacze, silniki, akcesoria i okablowanie. Dla każdej z tych grup warto stosować inne podejście w określeniu, czy potrzebujesz uzupełnić Twój magazyn o wybrane referencje.

/

Zawsze pamiętaj o weryfikacji dobranych ilości sprzętu z aktualnymi stanami magazynowymi, aby niepotrzebnie nie zaopatrzyć się w zbyt dużą ilość sprzętu, który – pomimo leżenia na półce – starzeje się.

/

Kontrolery z serii produktów ELAU – PacDrive M dzielimy na dwa typy: rodzinę Cx00 i starszą wersję, kontrolery typu MAx-4. Seria sterowników MAx-4 została wycofana ze sprzedaży w dniu 31.03.2018 r., dlatego nie ma możliwości uzupełnienia stanów magazynowych w nowy sprzęt, pozostaje jedynie rynek wtórny, sprzętu używanego lub regenerowanego. W serii Cx00 możemy dużo szybciej dokonać łatwej identyfikacji urządzenia, czy mamy do czynienia ze sterownikiem C200 – obsługa do 8 osi w pracy synchronicznej, C400 – analogiczna obsługa do 16 osi czy wreszcie C600 – do 99 osi. Sterowniki MAx-4 posiadają podobne ograniczenia, natomiast odczytanie ich jest możliwe, jeżeli znasz znaczenie poszczególnych symboli w numerze katalogowym sterownika.

Poza zgodnością zamiennika pod względem kompatybilności hardware’owej, ilości obsługiwanych osi, pojemnością obsługiwanej karty pamięci i pozostałych aspektów wynikających z samego hardware’u urządzenia, należy zwrócić szczególną uwagę na dostępność programu sterującego w naszym kontrolerze. Informacja, czy mamy dostęp do edytowalnej kopii kodu źródłowego programu, na podstawie którego pracuje maszyna w naszym zakładzie, jest kluczowa przy podejmowaniu dalszych decyzji, a także znacznej ilości kroków, jakie podjąć można w pracy z daną maszyną.

Sprawdź 3 scenariusze i dowiedz się, jak działać

Sytuacja 1. W Twoim zakładzie pracują jedynie sterowniki MAx-4.

Wariant 1 – nie masz dostępu do kodu źródłowego systemów PacDrive. Jedynym wyjściem w tej sytuacji jest doposażenie się w sterownik bądź sterowniki zapewniające sprzętowo obsługę programu sterującego wykorzystywanego w danej maszynie. Sprowadza się to zwykle do znalezienia egzemplarza o takiej samej bądź „wyższej” konfiguracji. Nie zawsze jest to jednak łatwe, szczególnie, że mamy do czynienia z urządzeniami, które nie są produkowane już od 6 lat!

Wariant 2 – gdy masz dostęp do kodu źródłowego maszyny, masz możliwość skorzystania z dwóch rozwiązań. Pierwsze z nich to dostosowanie programu sterującego tak, aby możliwe było wgranie go na inny sterownik MAx-4, którego parametry będą wystarczające, aby pracował on na danej maszynie w zakładzie produkcyjnym. Drugą opcją jest migracja sterownika MAx-4 bądź kilku sterowników do serii Cx00. Taki proces zazwyczaj wymaga wymiany samego sterownika i jest stosunkowo mało inwazyjny oraz pozwala w dalszym ciągu utrzymać wysoką dostępność mocy produkcyjnych maszyny.

Sytuacja 2. W Twoim zakładzie pracują sterowniki MAx-4 oraz Cx00

Wariant 1 – gdy nie masz dostępu do kodów źródłowych Twoich sterowników, zmierzysz się z sytuacją, w której konieczne będzie utrzymywanie stanów magazynowych nie tylko dla sterownika MAx-4, ale czasami też dla sterowników C200, C400, C600. W takiej sytuacji, gdy w Twoim zakładzie pracowałyby 2 sterowniki MAx-4, 1 sterownik C200, 4 sterowniki C400 i 1 sterownik C600, powinieneś utrzymywać przynajmniej 4-5 urządzeń w magazynie serwisowym. Zupełnie inaczej sytuacja wygląda w momencie, gdy masz dostęp do kodów źródłowych, wówczas stan Twojego magazynu możesz ograniczyć tylko do 2 sztuk!

Wariant 2 – masz dostęp do edytowalnych wersji programów sterujących. Sytuacja ta pozwala Ci na przygotowanie się do wymiany sterowników MAx-4 i migrację ich do serii Cx00. Taka migracja może zostać wykonana w zaplanowanym przestoju serwisowym pomiędzy seriami produkcyjnymi. Można też przygotować odpowiednią wersję programu sterującego, a samą wymianę urządzenia wykonać dopiero w momencie awarii sterownika. Wybór drogi postępowania w tym wypadku będzie zależał m.in. od tego na jak długi niezaplanowany przestój w trakcie produkcji jesteś sobie w stanie pozwolić.

Sytuacja 3. W Twoim zakładzie pracują tylko sterowniki serii Cx00

Wariant 1 – gdy nie masz dostępnego programu sterującego, sytuacja wygląda analogicznie, jak w poprzednio opisanych przypadkach i dla każdego z typów sterowników C200, C400 i C600 będzie konieczne trzymanie oddzielnego zapasu urządzeń.

Wariant 2 – gdy masz dostęp do kodu źródłowego, możliwe jest przygotowanie odpowiednich wersji programów tak, aby zunifikować stany magazynowe, czasem jedynie do 1 modelu oraz aby sterowniki z różnych maszyn mogły być stosowane pomiędzy sobą wymiennie.

Sytuacja ta zmienia się jednak, gdy spojrzymy na serwowzmacniacze MC-4. Są to urządzenia w największym stopniu obciążone prądowo w układzie – przyjmują na siebie zarówno przeciążenia z sieci zasilającej, jak również obciążenia prądowe generowane przez silniki. Poza tymi czynnikami na awaryjność serwowzmacniaczy wpływ ma praca w niekorzystnych warunkach, takich jak wysokie zapylenie czy wysoka temperatura. Te czynniki mogą znacząco zwiększyć awaryjność urządzeń. Kolejnym elementem mogącym ulec awarii są podzespoły odpowiadające za komunikację światłowodową pomiędzy serwowzmacniaczami a sterownikiem.

Różne wersje firmware serwowzmacniaczy – czy to problem?

Podobnie jednak jak w przypadku sterowników, tak i dla serwowzmacniaczy istnieją możliwości optymalizacji stanów magazynowych urządzeń, szczególnie że trzeba przykładać uwagę w przypadku tych urządzeń jedynie do części sprzętowej, nie zaś do samego oprogramowania, ponieważ serwowzmacnicze MC-4 występują w różnych wersjach firmware.

Często w ramach jednego zakładu, linii produkcyjnej, a czasem nawet maszyny, można znaleźć serwowzmacniacze w różnych wersjach firmware. Biorąc pod uwagę jeszcze różne wersje urządzeń ze względu na amperaż, może się wydawać, że powinieneś trzymać na półkach Twojego magazynu kilka lub kilkanaście różnych wersji serwowzmacniaczy MC-4, a tak naprawdę w większości przypadków wystarczą 3 typy, a czasami tylko 1.

Pierwszą i kluczową informacją jest możliwość zmiany wersji firmware urządzeń. Można tego dokonać za pomocą darmowego oprogramowania diagnostycznego SERCOS firmware assistant. Odpowiednią wersję firmware może znaleźć na stronie: www.astor.com.pl/wsparcie lub napisać na adres pacdrive@astor.com.pl z prośbą o udostępnienie odpowiedniej wersji. W ten sposób wyeliminowaliśmy pierwszy czynnik skalujący liczbę potrzebnych urządzeń. Drugą z różnic pomiędzy modelami serwowzmacniaczami jest prąd nominalny – parametr ten określa, jaki maksymalnie „duży” silnik jesteśmy w stanie podłączyć do serwowzmacniacza, nie określa jednak minimalnego silnika, jaki może obsłużyć serwowzmacniacz.

/

Podczas budowy maszyny, odpowiedni dobór serwowzmacniacza jest bardzo ważny, aby nie przewymiarować, a w efekcie nie przepłacić za system.

/

Jednak w momencie budowy magazynu serwisowego, czasami patrzymy z innej perspektywy niż podczas budowy maszyny, dlatego budowa mniejszego magazynu w oparciu o np. serwowzmacniacz MC-4 [10A] zamiast MC-4 [10A] i MC-4 [3A] może okazać się dużo bardziej ekonomiczną opcją. Przed podjęciem takich decyzji zachęcamy do kontaktu z wykwalikowanym inżynierem wsparcia technicznego, który będzie mógł potwierdzić Twoje założenia i pozwoli Ci uzyskać pewność poprawnej ścieżki działania.

Silniki – kolejne ogniwo sprawnej maszyny

Ostatnim – wykonawczym układem systemu serwonapędowego są silniki. Budowa optymalnego magazynu serwisowego dla tych urządzeń może okazać się największym wyzwaniem.

Wpływ na to ma duża różnorodność silników pracujących na maszynach, różniących się pomiędzy sobą momentem znamionowym, prędkością obrotową, wersją z hamulcem i bez, typem enkodera, rodzajem złączy przewodów. Silniki czyli elementy wykonawcze narażone są również na uszkodzenia mechaniczne, spowodowane np. zacięciem się mechaniki maszyny, zużyciem elementów mechanicznych takich jak łożyska, czy elementu pętli sprzężenia zwrotnego – enkodera czy nawet zalaniem podczas czyszczenia maszyny.

Działaj w tandemie

W celu dobrego oszacowania potrzebnych stanów magazynowych silników, zachęcamy do kontaktu z inżynierem wsparcia ASTOR, będzie on mógł doradzić możliwość dobrania odpowiednich zamienników, aby ograniczyć różnorodność występujących modeli. Wiedza ta w połączeniu z Twoim doświadczeniem jako użytkownika maszyny, pozwoli optymalnie dobrać wielkość magazynu.

Podobnymi zasadami należy kierować się w doborze komponentów magazynu serwisowego dla serii iSH oraz SCL silników zintegrowanych z serwonapędem. Korzyścią dla użytkownika tych rozwiązań jest stosunkowo duża unifikacja urządzeń – w maszynach opartych o te systemy pozwala to na dosyć łatwą optymalizację stanów magazynowych.

Należy również mieć na uwadze przegląd pozostałych akcesoriów takich jak wyspy I/0 czy filtry liniowe oraz okablowanie. Jest to ważne w przypadku maszyn takich jak np. roboty kartezjańskie, gdzie przewody zasilające oraz enkoderowe są poddawane ciągłym obciążeniom zginającym i rozciągającym. Istotnym elementem systemów są również przewody światłowodowe do komunikacji pomiędzy urządzeniami systemów PacDrive M, jak również karty pamięci kontrolerów, które możemy przygotować w odpowiedni sposób dla każdej z maszyn, aby usprawnić procedurę wymiany sterownika.

Jak widać jest to sporo czynników, dużo informacji i aspektów, które należy wziąć pod uwagę.
Wiemy, że służby utrzymania ruchu zajęte bieżącymi działaniami nie zawsze mają zasoby na przygotowanie tak kompleksowego planu działania, który daje spokój nawet w sytuacji potencjalnie bez wyjścia. Wiemy, że nie ma dwóch takich samych fabryk, natomiast każdy inżynier utrzymania ruchu chce spokojnego snu.