ES2837488T3

ES2837488T3 - Sistema y procedimiento para determinar la eficiencia de una máquina industrial

Info

Publication number: ES2837488T3
Application number: ES18176044T
Authority: ES
Inventors: Christopher Stewart
Original assignee: Joy Global Underground Mining LLC
Current assignee: Joy Global Underground Mining LLC
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2021-06-30
Anticipated expiration: 2038-06-05
Also published as: US10773352B2; EP3412864A3; EP3412864B1; ES2841928T3; EP3495608A1; US20180345436A1; EP3495608B1; AU2018203951A1; PL3412864T3; RU2018120732A; RU2018120732A3; PL3495608T3; EP3412864A2; AU2018203951B2; RU2750054C2

Abstract

Máquina industrial (100) que comprende: un accionador (225); un reductor de engranajes (235) configurado para recibir una primera energía de rotación desde el accionador (225) y emitir una segunda energía de rotación; un tambor de corte (110) soportado por un chasis de la máquina industrial (100), siendo el tambor de corte (110) accionado por la segunda energía de rotación; una broca de corte (115) acoplada al tambor de corte (110); un sensor (250) configurado para detectar una característica de la máquina industrial (100); y un controlador (205), que presenta un procesador (210) y una memoria (215), estando el controlador (205) configurado para recibir la característica de la máquina industrial (100), caracterizada por que el controlador está configurado asimismo para determinar una eficiencia de corte basándose en la característica de la máquina industrial (100), y emitir la eficiencia de corte.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y procedimiento para determinar la eficiencia de una máquina industrial

Solicitudes relacionadas

La presente solicitud reivindica la prioridad respecto a la solicitud provisional US n.° 62/515,123, presentada el 5 de junio de 2017.

Campo

Las formas de realización se refieren a máquinas industriales.

El documento US 2016/298452 A1 describe una máquina de extracción que incluye un chasis, un accionador, un tambor de corte soportado por el chasis, accionándose el tambor de corte por el accionador, una broca de corte acoplada al tambor de corte, y un controlador. El controlador incluye un procesador y una memoria y está configurado para medir una característica del accionador, determinar si la broca de corte está desgastada basándose en la característica medida del accionador, y emitir una señal cuando se determina que la broca de corte está desgastada.

Sumario

Las máquinas industriales, tales como máquinas de extracción subterránea, pueden utilizar una pluralidad de brocas de corte unidas a un tambor de corte giratorio con el fin de extraer (por ejemplo, cortar) material. Durante la extracción del material puede ser beneficioso determinar una eficiencia de corte de la pluralidad de brocas de corte. La eficiencia de corte puede utilizarse entonces para determinar si una o más de las brocas de corte están romas o desgastadas.

Según la invención, se proporcionan una máquina industrial tal como se define por la reivindicación independiente 1 y un procedimiento de determinación de una eficiencia de corte de una máquina industrial tal como se define por la reivindicación independiente 7.

Características ventajosas adicionales de la invención son definidas por las reivindicaciones dependientes. Una forma de realización proporciona una máquina industrial que incluye un accionador, un reductor de engranajes, un tambor de corte, una broca de corte, un sensor y un controlador. El reductor de engranajes está configurado para recibir una primera energía de rotación desde el accionador y emitir una segunda energía de rotación. El tambor de corte es soportado por un chasis. El tambor de corte es accionado por la segunda energía de rotación. La broca de corte está acoplada al tambor de corte. El sensor está configurado para detectar una característica de la máquina industrial. El controlador, que presenta un procesador y una memoria, está configurado para recibir la característica de la máquina industrial, determinar una eficiencia de corte basándose en la característica de la máquina industrial y emitir la eficiencia de corte.

Otra forma de realización proporciona un procedimiento de determinación de la eficiencia de corte de una máquina industrial. El procedimiento incluye detectar, por medio de un sensor, una característica de por lo menos uno seleccionado de entre el grupo que consiste en un reductor de engranajes y un tambor de corte y analizar, por medio de un controlador, la característica. El procedimiento incluye además determinar, basándose en la característica, una eficiencia de corte de la máquina industrial y emitir la eficiencia de corte.

Otros aspectos de la solicitud resultarán evidentes al tener en cuenta la descripción detallada y los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 ilustra una vista en perspectiva de una máquina industrial según algunas formas de realización. La figura 2 ilustra una vista en perspectiva de brocas de corte individuales de la máquina industrial de la figura 1 según algunas formas de realización.

La figura 3 ilustra un diagrama de bloques de la máquina industrial de la figura 1 según algunas formas de realización.

La figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra un funcionamiento de la máquina industrial de la figura 1 según algunas formas de realización.

La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra un funcionamiento de la máquina industrial de la figura 1.

La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra un funcionamiento de la máquina industrial de la figura 1.

Descripción detallada

Antes de que se explique con detalle cualquier forma de realización, ha de entenderse que la solicitud no se limita en su aplicación a los detalles de la configuración y la disposición de componentes expuestas en la siguiente descripción o ilustradas en los dibujos adjuntos. La solicitud puede presentarse en otras formas de realización y ponerse en práctica o llevarse a cabo de diversas maneras. Además, ha de entenderse que la fraseología y terminología utilizadas en la presente memoria tienen fines descriptivos y no deben considerarse limitativas. La utilización de “que incluye”, “que comprende” o “que presenta” y variaciones de los mismos en la presente memoria pretende abarcar los elementos enumerados a continuación, así como elementos adicionales. A menos que se especifique o limite de otro modo, los términos “montado”, “conectado”, “soportado” y “acoplado” y variaciones de los mismos se utilizan ampliamente y abarcan elementos de montaje, conexiones, soportes y acoplamientos tanto directos como indirectos.

Además, debe entenderse que las formas de realización pueden incluir hardware, software y componentes o módulos electrónicos que, con fines de comentario, pueden ilustrarse y describirse como si la mayoría de los componentes se implementaran solamente en hardware. Sin embargo, un experto habitual en la materia, y basándose en una lectura de esta descripción detallada, reconocerá que, en al menos una realización, los aspectos basados en la electrónica de la solicitud pueden implementarse en software (por ejemplo, almacenarse en un medio legible por ordenador no transitorio) ejecutable mediante una o más unidades de procesamiento, tales como un microprocesador y/o circuitos integrados de aplicación específica (“ASIC”). Como tal, debe observarse que para implementar la solicitud pueden utilizarse una pluralidad de dispositivos basados en hardware y software, así como una pluralidad de componentes estructurales diferentes. Por ejemplo, los “servidores” y “dispositivos informáticos” descritos en la memoria descriptiva pueden incluir una o más unidades de procesamiento, uno o más módulos de medio legible por ordenador, una o más interfaces de entrada/salida y diversas conexiones (por ejemplo, un bus de sistema) que conectan los componentes.

La figura 1 ilustra una máquina industrial 100, tal como un minador continuo, según algunas formas de realización. Aunque se ilustra como minador continuo, en otras formas de realización (no mostradas), la máquina industrial 100 puede ser otro tipo de máquina industrial, que incluye, pero no se limita a, una rozadora de tajo largo, una machacadora de roca u otro tipo de máquina de extracción. Adicionalmente, la solicitud no se limita a máquinas de extracción y puede utilizarse junto con una variedad de aparatos, o máquinas industriales, que presentan discos oscilantes o brocas de perforación.

La máquina industrial 100 incluye un armazón, o chasis, 102 que soporta un sistema de corte 105, que incluye un tambor 110 giratorio con una o más brocas 115 de corte para cortar material (por ejemplo, carbón, sal u otro material extraído) a partir de una superficie en la que va a realizarse una extracción. El sistema de corte 105 se acciona de manera rotatoria por uno o más accionadores 225 (figura 3) mediante una caja de engranajes, o reductor de engranajes 235 (figura 3), que conecta mecánicamente dicho uno o más accionadores 225 al tambor 110 rotatorio. Es decir, la caja de engranajes 235 (figura 3) recibe una salida desde dicho uno o más accionadores 225 y, a su vez, acciona el tambor 110. Las brocas 115 de corte se acoplan de manera reemplazable al tambor 110.

La figura 2 ilustra unas brocas de corte 115 individuales según algunas formas de realización. Cada broca de corte 115 incluye una base 120 y una pica 125, o broca. La base 120 acopla de manera liberable la broca de corte 115 al tambor 110. La pica 125 se engancha con material (es decir, se hace que la pica 125 atraviese el filón in situ para sacar el material). En cualquier momento dado, pueden engancharse múltiples picas 125 con el material.

La figura 3 ilustra un diagrama de bloques de la máquina industrial 100 según algunas formas de realización. En la forma de realización ilustrada, la máquina industrial 100 incluye además un sistema de control 200. El sistema de control 200 incluye, entre otras cosas, un controlador 205 que presenta combinaciones de hardware y software que pueden hacerse funcionar para, entre otras cosas, controlar el funcionamiento de la máquina industrial 100 y el funcionamiento del sistema de control 200. Por ejemplo, el controlador 205 incluye un procesador 210 y una memoria 215. El controlador 205 está conectado de manera eléctrica y/o comunicativa a una variedad de módulos o componentes de la máquina industrial 100, tal como, pero sin limitarse a, una fuente de alimentación 220, un accionador 225, un limitador de corriente 230 y una variedad de sensores (por ejemplo, sensores 250).

En algunas formas de realización, el sistema de control 200 puede incluir además una interfaz de usuario 232 y/o una interfaz de entrada/salida (E/S) 233. La interfaz de usuario 232 puede utilizarse para controlar o monitorizar la máquina industrial 100 e incluye una combinación de dispositivos de entrada o salida digitales y analógicos utilizados para lograr un nivel deseado de control y/o monitorización de la máquina industrial 100. La interfaz de E/S 233 puede configurarse para introducir y emitir datos a partir del sistema de control 200 a dispositivo(s) exterior(es), por ejemplo, a través de una red. La red puede ser, por ejemplo, una red de área extensa (“WAN”) (por ejemplo, una red basada en TCP/IP, una red celular, tal como, por ejemplo, una red de sistema global para comunicaciones móviles [“GSM”], una red de servicio general de radio por paquetes [“GPRS”], una red de acceso múltiple por división de código [“CDMA”], una red de datos de evolución optimizados [“EV-DO”], una red de velocidades de datos mejoradas para la evolución de las GSM [“EDGE”], una red 3GSM, una red 4GSM, una red de telecomunicaciones inalámbricas mejoradas digitales [“DECT”], una red de AMPS digital [“ IS-136/TDMA”] o una red de red mejorada digital integrada [“iDEN”], etc.). En otras formas de realización, la red es, por ejemplo, una red de área local (“LAN”), una red de área vecinal (“NAN”), una red de área doméstica (“HAN”) o una red de área personal ("PAN") que emplea cualquiera de una variedad de protocolos de comunicaciones, tales como Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, etc. En algunas formas de realización, la interfaz de E/S 233 puede configurarse para comunicarse con un dispositivo externo mediante identificación por radiofrecuencia (RFID).

En algunas formas de realización, el controlador 205 incluye una pluralidad de componentes eléctricos y electrónicos que proporcionan alimentación, control de funcionamiento y protección a los componentes y módulos dentro del controlador 205 y/o la máquina industrial 100. Por ejemplo, el controlador 205 incluye, entre otras cosas, el procesador 210 (por ejemplo, un microprocesador, un microcontroladoru otro dispositivo programable adecuado) y la memoria 215. El procesador 210 y la memoria 215, así como los diversos módulos conectados al controlador 205, se conectan mediante uno o más buses de control y/o de datos. En algunas formas de realización, el controlador 205 se implementa parcial o totalmente en un chip semiconductor (por ejemplo, una matriz de puertas programable por campo ["FPGA"]), tal como un chip desarrollado a través de un procedimiento de diseño de nivel de transferencia entre registros (“RTL”).

La memoria 215 incluye, por ejemplo, un área de almacenamiento de programas y un área de almacenamiento de datos. El área de almacenamiento de programas y el área de almacenamiento de datos pueden incluir combinaciones de diferentes tipos de memoria, tales como memoria de sólo lectura (“ROM”), memoria de acceso aleatorio (“RAM”) (por ejemplo, RAM dinámica [“DRAM”], DRAM sincrónica [“SDr Am ”], etc.), memoria de sólo lectura programable y borrable eléctricamente (“Ee PROM”), memoria flash, un disco duro, una tarjeta SD, u otros dispositivos de memoria magnéticos, ópticos, físicos o electrónicos adecuados. El procesador 210 está conectado a la memoria 215 y ejecuta instrucciones de software que pueden almacenarse en una RAM de la memoria 215 (por ejemplo, durante la ejecución), una ROM de la memoria 215 (por ejemplo, de manera generalmente permanente), u otro medio legible por ordenador no transitorio tal como otra memoria o un disco. El software incluido en la implementación de la máquina industrial 100 puede almacenarse en la memoria 215 del controlador 205. El software incluye, por ejemplo, firmware, una o más aplicaciones, datos de programa, filtros, reglas, uno o más módulos de programa y otras instrucciones ejecutables. El controlador 205 está configurado para recuperar de la memoria 215 y ejecutar, entre otras cosas, instrucciones relacionadas con los procedimientos y procedimientos de control descritos en la presente memoria. En otras construcciones, el controlador 205 incluye componentes adicionales o diferentes, o menos componentes.

La fuente de alimentación 220 suministra alimentación a la máquina industrial 100. En algunas formas de realización, la fuente 220 de alimentación suministra alimentación que presenta aproximadamente de 900 voltios de corriente alterna (VCA) a aproximadamente 4200 VCA (por ejemplo, aproximadamente 1000 VCA, aproximadamente 2300 VCA, aproximadamente 3300 VCA, aproximadamente 4160 VCA, etc.). En algunas formas de realización, la alimentación suministrada por la fuente 220 de alimentación puede rectificarse a una corriente continua (CC) y/o reducirse a una tensión nominal. En una forma de realización de este tipo, la tensión nominal puede utilizarse para alimentar componentes y/o módulos dentro de la máquina industrial 100 (por ejemplo, el controlador 205).

Tal como se comentó anteriormente, la máquina industrial 100 incluye además uno o más accionadores 225. El accionador 225 recibe alimentación desde la fuente de alimentación 220 y emite energía. En algunas formas de realización, la energía emitida desde el accionador 225 es energía de rotación. En otras formas de realización, la energía emitida desde el accionador 225 puede convertirse posteriormente en energía de rotación. La energía procedente del accionador 225 puede utilizarse para accionar el sistema de corte 105 mediante la caja de engranajes 235. El accionador 225 puede ser cualquier accionador que aplique una fuerza (por ejemplo, una fuerza de rotación, una fuerza lineal, etc.). En una forma de realización, el accionador 225 es un motor, tal como, pero sin limitarse a, un motor de corriente alterna (CA) (por ejemplo, un motor sincrónico, un motor de inducción de CA, etc.), un motor de corriente continua (por ejemplo, un motor de corriente continua de colector, un motor de corriente continua de imán permanente, un motor de corriente continua de campo de devanado, etc.) y un motor de reluctancia conmutada u otro tipo de motor de reluctancia. En otra forma de realización, el accionador 225 es un motor hidráulico, tal como, pero sin limitarse a, un motor hidráulico lineal (es decir, cilindros hidráulicos) o un motor hidráulico de pistones radiales. En algunas formas de realización, la máquina industrial 100 incluye una pluralidad de accionadores 225 para hacer funcionar diversos aspectos de la máquina industrial 100. En una forma de realización de este tipo, los accionadores 225 pueden ser una combinación de motores de CA, motores de CC y motores hidráulicos. Por ejemplo, pero sin limitarse a ello, un motor de CAo un motor de CC puede accionar de manera rotatoria el sistema de corte 105 mientras que un motor hidráulico reacciona a cargas de corte y posiciona el sistema de corte 105 según sea necesario.

El limitador de corriente 230 monitoriza la corriente recibida por el accionador 225 desde la fuente 220 de alimentación. El limitador de corriente 230 puede establecer además un límite de corriente (o recibir un límite de corriente introducido por el usuario) para la corriente recibida por el accionador 225. En una forma de realización de funcionamiento, cuando la corriente recibida por el accionador 225 cruza el límite de corriente, el limitador de corriente 230 desactiva el accionador 225. En algunas formas de realización, el limitador de corriente 230 desactiva el accionador 225 enviando una señal al controlador 205, que a su vez desactiva el accionador 225. En algunas formas de realización, el limitador de corriente 230 incluye un sensor de temperatura (por ejemplo, uno o más diodos de temperatura resistivos (RTD)). En una forma de realización de este tipo, el limitador de corriente 230 puede monitorizar la temperatura del accionador 225. En una realización de este tipo, la temperatura monitorizada puede corresponder a una corriente recibida por el accionador 225. En una forma de realización de funcionamiento, cuando la temperatura del accionador 225 cruza un umbral de temperatura, el limitador de corriente 230 desactiva el accionador 225.

En la forma de realización ilustrada, la máquina industrial 100 incluye además un limitador de par 240. El limitador de par 240 puede limitar un par de la energía de rotación suministrada desde el accionador 225 a la caja de engranajes 235. En algunas formas de realización, el limitador de par 240 actúa de modo similar a un embrague, de tal manera que una vez que el par alcanza un límite de par, las fuerzas de accionamiento por fricción del limitador de par 240 empezarán a presentar un desfase una con respecto a otra. Este desfase aísla la inercia de rotor con respecto a la caja de engranajes 235, proporcionando por tanto protección frente a un par excesivo.

En la forma de realización ilustrada, la energía procedente del accionador 225 se transfiere a la caja de engranajes 235 mediante un árbol 245 de par. En algunas formas de realización, el árbol 245 de par protege adicionalmente la caja de engranajes 235 frente a un par excesivo. Por ejemplo, si el par aplicado a la caja de engranajes 235 supera un nivel de par predeterminado, el árbol 245 de par está configurado para no realizar su función, deteniendo por tanto la transferencia de energía desde el accionador 225 hasta la caja de engranajes 235. En una forma de realización de este tipo, el árbol 245 de par puede ser reemplazable. En algunas formas de realización, el par que supera un nivel de par predeterminado puede ser un resultado de que el tambor 110 entre en contacto con un objeto sustancialmente inmóvil.

La caja de engranajes 235 recibe la energía a una primera velocidad de rotación con un primer par, convierte la energía a una segunda velocidad de rotación con un segundo par, y emite la energía a la segunda velocidad de rotación y con el segundo par al tambor 110. En alguna forma de realización, la primera velocidad de rotación es mayor que la segunda velocidad de rotación mientras que el primer par es menor que el segundo par.

Tal como se indicó anteriormente, el controlador 205 puede conectarse adicionalmente de manera comunicativa y/o eléctrica a uno o más sensores 250. Dicho uno o más sensores 250 pueden estar configurados para detectar una o más características de uno o más componentes (por ejemplo, pero sin limitarse a, la caja de engranajes 235 y/o el tambor 110) de la máquina industrial 100. Por ejemplo, en algunas formas de realización, dicho uno o más sensores 250 pueden estar configurados para detectar energía de onda de esfuerzo (SWE). En algunas formas de realización, la SWE puede analizarse para determinar una fricción (por ejemplo, una fricción a lo largo del tiempo) de uno o más componentes de la máquina industrial 100. Adicionalmente, en algunas formas de realización, la SWE puede analizarse para determinar el esfuerzo (por ejemplo, el esfuerzo a lo largo del tiempo) de uno o más componentes de la máquina industrial 100. Por ejemplo, un análisis de SWE puede proporcionar mediciones de fricción y sacudida mecánica de uno o más componentes de la máquina industrial 100. En algunas formas de realización, los sensores 250 pueden incluir uno o más sensores ultrasónicos (por ejemplo, transductores piezoeléctricos). En algunas formas de realización, los sensores 250 pueden incluir alternativamente, o además de los sensores ultrasónicos, uno o más sensores de velocidad (por ejemplo, uno o más sensores de velocidad de rotación), uno o más sensores de temperatura, uno o más acelerómetros y/o uno o más sensores de vibración.

En la forma de realización ilustrada, las picas 125 están acopladas al tambor 110 mediante un pedestal 260, una zapata 265 y un manguito 270. En otras formas de realización, las picas 125 pueden acoplarse al tambor 110 de manera diferente (por ejemplo, acoplarse directamente al tambor 110).

A medida que el tambor 110 gira en respuesta a la recepción de la energía a la segunda velocidad de rotación y con el segundo par, se hace que las picas 125 individuales se enganchen con el frente de extracción con el fin de sacar el material que va a extraerse. Una fuerza (ilustrada como la flecha 275) se aplica a las picas 125 individuales con el fin de mantener el enganche con el material y mantener el movimiento a través del material. En cualquier momento dado, pueden engancharse múltiples picas 125 con el material.

En un funcionamiento a modo de ejemplo, a medida que el tambor 110 rota, los sensores 250 detectan fuerzas de corte netas (por ejemplo, el nivel y las variaciones de una fuerza neta 275 en cada pica 125) y/o par (por ejemplo, el nivel y las variaciones del par aplicado a la caja de engranajes 235 y/o del par aplicado al tambor 110). En algunas formas de realización, las fuerzas de corte netas pueden determinarse mediante el sensor 250 (por ejemplo, detectando la SWE), la detección de la tensión y/o la corriente del accionador 225 y/o la detección de la presión de un sistema hidráulico (por ejemplo, uno o más motores hidráulicos utilizados para posicionar el sistema de corte 105). En una realización de este tipo, un estimador basado en modelos puede invertir una o más dinámicas de sistema para permitir la cuantificación de las cargas de corte a partir de las características detectadas (por ejemplo, mediciones de SW, tensión, corriente y/o presión). En algunas formas de realización, el par puede ser determinado por la detección de la tensión y/o la corriente del accionador 225.

Las fuerzas de corte netas, el par y una tasa de producción de la máquina industrial 100 (por ejemplo, una cantidad de material extraído por la máquina industrial 100 durante un periodo de tiempo predeterminado) pueden monitorizarse a lo largo del tiempo con el fin de determinar, entre otras cosas, una eficiencia de corte de la máquina industrial 100 y/o si una o más picas de corte 125 están romas o desgastadas. En algunas formas de realización, una eficiencia de corte de la máquina industrial 100 corresponde a una cantidad de energía (por ejemplo, energía específica) utilizada por la máquina industrial 100 en comparación con una tasa de producción de la máquina industrial 100. En algunas formas de realización, la cantidad de energía puede estar basada en características (por ejemplo, alimentación, tensión, corriente, etc.) de dicho uno o más accionadores 225. En algunas formas de realización, la eficiencia de corte puede estar relacionada con un tamaño del material extraído por la máquina industrial 100. Por ejemplo, una alta eficiencia de corte puede dar como resultado un material extraído que es demasiado fino; una baja eficiencia de corte puede dar como resultado un material extraído que va a circular; mientras que una eficiencia de corte dentro de un intervalo predeterminado puede dar como resultado un material extraído que presenta un tamaño deseado para producir los mejores resultados.

En la presente memoria, los términos “roma” o “desgastada” pueden definirse como una cantidad predeterminada de desgaste en una broca 115 y/o una pica 125. Por ejemplo, pero sin limitarse a ello, roma o desgastada puede definirse como una distancia predeterminada de deterioro en una pica 125 de una broca 115. Como otro ejemplo, pero sin limitarse a ello, roma o desgastada puede definirse como un porcentaje predeterminado de deterioro en una pica 125 de una broca 115.

La figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento 400 de la máquina industrial 100 según algunas formas de realización. Debe entenderse que el orden de las etapas divulgado en el procedimiento 400 puede variar. Además, pueden añadirse etapas adicionales a la secuencia y puede que no se requieran todas las etapas. En el bloque 405, dicho uno o más sensores 250 detectan una o más características (por ejemplo, SWE, velocidad, vibración, aceleración, temperatura, tensión, corriente y/o presión) de uno o más componentes (por ejemplo, la caja de engranajes 235, el tambor 110, etc.). El controlador 205 recibe dicha una o más características detectadas (bloque 410). El controlador 205 determina una eficiencia de corte basándose en dicha una o más características de la máquina industrial 100 (bloque 415). En algunas formas de realización, la SWE de un componente (por ejemplo, la caja de engranajes 235, el tambor 110, etc.) puede guardar correlación con la eficiencia de corte de la máquina industrial 100. Por ejemplo, una SWE baja del componente puede guardar correlación con una eficiencia de corte relativamente alta, mientras que una SWE alta del componente puede guardar correlación con una eficiencia de corte relativamente baja. En algunas formas de realización, la eficiencia de corte se determina basándose en la SWE de un componente mediante en primer lugar: (1) la detección y/o monitorización de la SWE del componente a lo largo de un periodo de tiempo; (2) la monitorización de una eficiencia de corte a lo largo del mismo periodo; y (3) la comparación de la SWE monitorizada con la eficiencia de corte monitorizada. Puede utilizarse una comparación de este tipo para determinar un índice de referencia de base de datos empírica de SWE/eficiencia de corte. En algunas formas de realización, el índice de referencia de base de datos empírica de SWE/eficiencia de corte corresponde al funcionamiento de la máquina industrial 100 en condiciones normales. En algunas formas de realización, mientras se determina la base de datos empírica de SWE/eficiencia de corte, pueden monitorizarse, evaluarse y medirse los niveles de ruido de fondo. Una vez que se determina la base de datos empírica de SWE/eficiencia de corte, puede detectarse/monitorizarse entonces la SWE del componente (por ejemplo, en una realización del bloque 410) y compararse con el índice de referencia de base de datos empírica de SWE/eficiencia de corte para determinar una eficiencia de corte basándose en la SWE detectada (por ejemplo, en una realización del bloque 415). Adicionalmente, en una forma de realización de este tipo, determinar la eficiencia de corte basándose en la SWE detectada puede incluir eliminar cualquier ruido de fondo (por ejemplo, utilizando como índice de referencia el ruido de fondo monitorizado, evaluado y medido previamente).

El controlador 205 emite la eficiencia de corte (bloque 420). En algunas formas de realización, la eficiencia de corte es emitida a un usuario mediante la interfaz de usuario 232. En otras formas de realización, la eficiencia de corte se emite, mediante la interfaz de E/S 233 y una red, a un dispositivo externo (por ejemplo, un ordenador externo, un teléfono inteligente, una tableta, un servidor (por ejemplo, un servidor basado en la nube, etc.).

La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento 500 de la máquina industrial 100. Debe entenderse que el orden de las etapas dado a conocer en el procedimiento 500 puede variar. Además, pueden añadirse etapas adicionales a la secuencia y puede que no se requieran todas las etapas. En el bloque 505, dicho uno o más sensores 250 detectan una o más características (por ejemplo, SWE, velocidad, vibración, aceleración, temperatura, tensión, corriente y/o presión) de uno o más componentes (por ejemplo, la caja de engranajes 235, el tambor 110, etc.). El controlador 205 recibe dicha una o más características detectadas (bloque 510). El controlador 205 determina si una o más picas 125 de corte están romas o desgastadas basándose en dicha una o más características detectadas de la máquina industrial (bloque 515). En algunos diseños, el controlador 205 determina si una o más picas de corte 125 están romas o desgastadas basándose en una comparación de dicha una o más características detectadas con un umbral. En algunos diseños, la SWE de un componente (por ejemplo, la caja de engranajes 235, el tambor 110, etc.) puede guardar correlación con una pica de corte 125 roma o desgastada de la máquina industrial 100. Por ejemplo, una SWE baja del componente puede guardar correlación con una pica de corte 125 no desgastada, mientras que una SWE alta del componente puede guardar correlación con una pica de corte 125 roma o desgastada.

En algunos diseños, la SWE se monitoriza a lo largo de un periodo de tiempo predeterminado para determinar una base de datos empírica de SWE. En algunos diseños, mientras se determina la base de datos empírica de SWE, pueden monitorizarse, evaluarse y medirse los niveles de ruido de fondo. Una vez que se determina la base de datos empírica de SWE, la SWE del componente puede detectarse/monitorizarse entonces (por ejemplo, en un ejemplo del bloque 510) y compararse con el índice de referencia de base de datos empírica de SWE (por ejemplo, una base de datos empírica de SWE determinada durante condiciones de funcionamiento normales de la máquina industrial 100) para determinar cualquier variación entre una SWE detectada y la base de datos empírica de SWE. Adicionalmente, en un diseño de este tipo, determinar las variaciones puede incluir eliminar cualquier ruido de fondo (por ejemplo, utilizando como índice de referencia el ruido de fondo monitorizado, evaluado y medido previamente). En tales diseños, las variaciones entre la SWE detectada y la base de datos empírica de SWE pueden ser indicativas de una pica de corte 125 roma o desgastada. Con respecto al procedimiento 500, si ninguna pica de corte 125 está roma o desgastada, el procedimiento 500 vuelve al bloque 505.

Si una o más picas de corte 125 están romas o desgastadas, el controlador 205 emite una alerta (bloque 520). En algunos diseños, la alerta puede emitirse a la interfaz de usuario 232. En otro diseño, la alerta puede emitirse, mediante la interfaz de E/S 233 y una red, a un dispositivo externo (por ejemplo, un ordenador externo, un teléfono inteligente, una tableta, un servidor (por ejemplo, un servidor basado en la nube, etc.).

La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento 600 de la máquina industrial 100. Debe entenderse que el orden de las etapas divulgado en el procedimiento 600 puede variar. Además, pueden añadirse etapas adicionales a la secuencia y puede que no se requieran todas las etapas. En el bloque 605, dicho uno o más sensores 250 detectan una o más características (por ejemplo, SWE, velocidad, vibración, aceleración, temperatura, tensión, corriente y/o presión) por primera vez. El controlador 205 recibe dicha una o más características detectadas (bloque 610). Dicho uno o más sensores 250 detectan dicha una o más características por segunda vez (bloque 615) y el controlador recibe dicha una o más características detectadas por segunda vez (bloque 620). El controlador 205 compara la característica de la primera vez y la segunda vez (bloque 625) y determina si una o más picas de corte 125 están romas o desgastadas basándose en la comparación (bloque 630). Si ninguna pica de corte 125 está roma o desgastada, el procedimiento 600 vuelve al bloque 605.

Si una o más picas de corte 125 están romas o desgastadas, el controlador 205 emite una alerta es una o más picas de corte 125 que están romas o desgastadas (bloque 635). En algunos diseños, la alerta puede emitirse a la interfaz de usuario 232. En otro diseño, la alerta puede emitirse, mediante la interfaz de E/S 233 y una red, a un dispositivo externo (por ejemplo, un ordenador externo, un teléfono inteligente, una tableta, un servidor (por ejemplo, un servidor basado en la nube, etc.).

Por tanto, se proporcionan diversas formas de realización de un sistema y un procedimiento para determinar la eficiencia de corte de una máquina industrial y si una o más brocas de corte de la máquina industrial están romas o desgastadas. Se exponen diversas características y ventajas de la solicitud en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Máquina industrial (100) que comprende:

un accionador (225);

un reductor de engranajes (235) configurado para recibir una primera energía de rotación desde el accionador (225) y emitir una segunda energía de rotación;

un tambor de corte (110) soportado por un chasis de la máquina industrial (100), siendo el tambor de corte (110) accionado por la segunda energía de rotación;

una broca de corte (115) acoplada al tambor de corte (110);

un sensor (250) configurado para detectar una característica de la máquina industrial (100); y

un controlador (205), que presenta un procesador (210) y una memoria (215), estando el controlador (205) configurado para recibir la característica de la máquina industrial (100),

caracterizada por que

el controlador está configurado asimismo para

determinar una eficiencia de corte basándose en la característica de la máquina industrial (100), y

emitir la eficiencia de corte.

2. Máquina industrial (100) según la reivindicación 1, en la que la característica es energía de onda de esfuerzo.

3. Máquina industrial (100) según la reivindicación 1, en la que el sensor (250) es un sensor ultrasónico.

4. Máquina industrial (100) según la reivindicación 1, en la que el sensor (250) es por lo menos uno seleccionado de entre el grupo que consiste en un sensor de velocidad, un sensor de temperatura, un acelerómetro y un sensor de vibración.

5. Máquina industrial (100) según la reivindicación 1, en la que la característica de la máquina industrial (100) es una característica del reductor de engranajes (235).

6. Máquina industrial (100) según la reivindicación 1, en la que la característica de la máquina industrial (100) es una característica del tambor de corte (110).

7. Procedimiento de determinación de una eficiencia de corte de una máquina industrial (100), comprendiendo el procedimiento:

detectar, por medio de un sensor (250), una característica de por lo menos uno seleccionado de entre el grupo que consiste en un reductor de engranajes (235) y un tambor de corte (110);

analizar, por medio de un controlador (205), la característica;

caracterizado por que

el procedimiento comprende asimismo:

determinar, basándose en la característica, una eficiencia de corte de la máquina industrial (100); y

emitir la eficiencia de corte.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que la característica es energía de onda de esfuerzo.