Hoppa till huvudinnehåll
RISE logo

Fiberoptik ger produkter längre livslängd och ökad säkerhet

Rullningslager med inbyggd fiberoptik som mäter laster och temperatur i lagret har använts i pilottester i några år och närmar sig kommersialisering. Nu utvecklar SKF tillsammans med teknikpartnern Proximion och RISE en ny, kompletterande teknik som mäter vibrationer i hela den optiska fibern. I en uppkopplad industri ges användaren bättre kontroll av processer och kvalitet . 

Carolina Fransiscangelis
Foto: RISE
Carolina Fransiscangelis

I de smarta rullningslager (samlingsnamn för kullager och rullager) som utvecklats och närmar sig marknadsintroduktion kan användarna få information om lagrets kondition genom exakta mätningar av temperatur, töjning och belastning på ett antal utvalda sensorpunkter i den optiska fibern. Tekniken kallas FBG (Fibre Bragg Gratings). Förenklat reflekterar den en specifik våglängd av ljuset vid mätpunkterna när förändringar i till exempel temperatur uppstår.

Informationen kan användas för processkontroll och ger också möjlighet att byta lager i tid och på så vis undvika bland annat onödiga produktionsstopp.

Bättre kontroller med SenseMachine

Den nya så kallade SenseMachine-tekniken, som SKF, Proximion och RISE arbetat med att ta fram sedan sommaren 2017, gör att lager även kan fungera som instrument för mer övergripande process- och kvalitetskontroll. Tekniken kombinerar FBG med vibrationsmätning längs hela den optiska fibern.

– Den ger oss möjlighet att övervaka förändringar längs hel fibern. Man behöver inte i förväg välja ut punkter där mätningarna ska göras, säger Lars Kahlman som är SKF:s tekniska kravställare i projektet.

Fördelar med fiberoptik

En stor fördel med fiberoptiska avkänningssystemen är att de går att slutmontera i befintliga produktionsmiljöer med endast mindre modifieringar. De flesta av de sensortekniker som finns tillgängliga i dag kräver ombyggnad av fabriker (på grund av problem med att hantera elektroniska komponenter) för att kunna monteras.

Proximion, som är en del av Hexatronic Group, är experter på fiberoptisk mätning och datainsamling i tuffa industriella miljöer. En viktig uppgift i projektet för Proximion är därför att utveckla snabbare FBG-system.

En säkrare produktion

RISE roll i projektet, som testade en första prototyp sommaren 2018, är framförallt att ansvara för att ta fram och testa prototypen med de två kombinerade teknikerna.

Arbetet har lett till ökad precision i mätningarna och en större känslighet vid höga frekvenser. Känsligheten gör att lagret känner av vibrationer i hela den maskin det sitter i. Därmed kan man upptäcka fler typer av produktions- och processproblem tidigare. Och naturligtvis byta lager i tid om så krävs.

– Genom att spåra hur lagret uppför sig kan ett skadat eller slitet lager bytas ut innan det orsakar något stort problem som till exempel en brand. Förutom att tekniken ger en säkrare produktion kan den också förlänga maskinens livslängd, säger Carolina Franciscangelis, projektledare på RISE.

Från prototyp till färdig produkt

SKF demonstrerade sitt första smarta rullningslager med inbyggd fiberoptik för mätning 2012.

– Vi arbetar kontinuerligt med utveckling av system för fiberoptisk övervakning av maskiner. Där kommer den här typen av rullningslager att bli ett komplement som ger oss en bredare produktportfölj, säger Lars Kahlman.

Hur lång tid kommer att ta från de planerade testerna i höst till en färdig produkt på marknaden är svårt att säga, men Lars Kahlman uppskattar att det kan handla om ungefär två år.

I sommar ska en andra prototyp vara klar för tester. Den kommer att ha bättre prestanda, innehålla mindre komponenter och vara mer kompakt än den första. Därmed kommer ett stort steg mot en fältmässig produkt att tas.

Samarbetet pågår till sommaren, men kommer eventuellt att förlängas till hösten.

– Det har varit väldigt givande, både vad gäller teknikutveckling och att knyta nya kontakter. Det har gett oss på SKF en bredare utvecklingsbas, säger Lars Kahlman.