El sistema de fabricación actual y los usuarios finales de automatización están constantemente buscando avances tecnológicos para ayudarlo a facilitar la vida. Las innovaciones de la Industria 4.0 han estimulado una nueva clase de tecnologías inteligentes que combinan interfaces de electrónica digital y comunicación para obtener más sofisticación, funcionalidad y facilidad de uso.

A medida que más empresas manufactureras adoptan la tecnología de la industria de la industria 4.0, las tecnologías de mecaniconics inteligentes emergentes están dando a las máquinas una mayor inteligencia y versatilidad. Estos sistemas avanzados también son más fáciles de especificar, ordenar e implementar las opciones pasadas, lo que mejora su valor para los OEM y los usuarios finales.

Comprender las capacidades de Smart Mechatronics puede ayudar a los ingenieros de diseño de sistemas evaluar la mejor manera de aprovechar estos mecatrónicos para que sus soluciones de fabricación sean altamente competitivas.

Mechatronics modernos son integrados y versátiles

Los mecatrónicos son sistemas y subconjuntos que combinan componentes mecánicos y electrónicos dispares en soluciones dedicadas a tareas específicas. En el mundo del movimiento, dos ejemplos son el ensamblaje de productos y el transporte satisfecho con los sistemas de movimiento lineal de mechatrónico y los robots cartesianos. Core to Mechatronics es una integración estrecha de motores electrónicos, controles, sensores y componentes lineales. Mechatronics podría considerarse un precursor de la industria 4.0 de las tecnologías.

Smart Mechatronics lleva el concepto más allá, tomando la forma de soluciones completas que incorporan sensores avanzados y plataformas de controlador amigables para los operadores. Estos sistemas producen:

• Datos en tiempo real sobre el rendimiento de la máquina
• Datos en tiempo real sobre la calidad de fabricación según corresponda
• Control preciso y ejecución de secuencias de movimiento
• Seguimiento automatizado de datos de producción y rendimiento
• Fácil conectividad con sistemas de gestión a nivel de máquina y en toda la planta

Smart Mechatronics Paso uno: Configuración en línea

Los mecatronics inteligentes son más rápidos y más fáciles de diseñar y comisionar que los sistemas mechatronics anteriores. Eso es útil porque los mecatrónicos son, por su propia naturaleza, bastante complejas, exigiendo una consideración y dimensionamiento concurrente de múltiples componentes lineales, unidades, controladores e interfaces de operadores ... y luego su cuidadosa combinación.

El primer paso para especificar, comprar y encargar una máquina Smart Mechatronics es aprovechar las herramientas en línea accesibles a través de portales de proveedores. Estas herramientas de configuración permiten a los ingenieros construir sistemas inteligentes listos para operar "fuera de la caja" con una programación mínima ... por lo que quizás son más útiles para los ingenieros que tienen una comprensión básica de la actuación eléctrica y de fluida (incluido el movimiento lineal) y los controles de movimiento. Los usuarios ingresan parámetros como accidente cerebrovascular, peso de la pieza de trabajo y tiempo de ciclo, que luego genera una salida que se puede verificar en el entorno CAD de la herramienta en línea. Las siguientes indicaciones de tamaño y configurador, todos los componentes para la solución mechatrónica completa, como un robot cartesiano, una máquina de presión o una máquina de unión, se pueden especificar de una vez. Es una opción que permite a los ingenieros obtener una solución completa de un solo proveedor: recibir un sistema integrado enviado con secuencias de movimiento preprogramadas listas para la implementación de plug-andproduce.

Control operativo más inteligente y más simple

Smart Mechatronics puede mejorar la productividad y la flexibilidad, generalmente con procesos de producción "transparentes", con sensores para el monitoreo de condiciones en tiempo real.

Solo considere cómo algunos fabricantes ofrecen kits de funciones mechatrónicas específicas de la operación para admitir dicho monitoreo. Por ejemplo, un kit de funciones para una máquina de prensado puede incluir un cilindro electromecánico, accidente de servomotrenal, motor, controlador, sensores y software de operador para admitir las operaciones de ensamblaje de prensado y unión. Las máquinas construidas con este kit de funciones son fáciles de implementar, ya que los componentes vienen con el software operativo preinstalado ... y la parametrización automática lista para ejecutarse en la unidad de servo, por lo que no se necesita conocimiento de programación de control de movimiento para poner la máquina en línea. El software presenta una interfaz gráfica de usuario (GUI) de arrastrar y soltar que permite a los operadores construir intuitivamente secuencias de producción, como presionar los rodamientos de bolas en una carcasa, por ejemplo.

Además, la máquina puede venir con un sensor de fuerza integrado para medir y rastrear las operaciones. Por ejemplo, dichos sensores en una aplicación de presentación de rodamiento podrían rastrear el actuador lineal para asegurarse de que aplique la fuerza correcta exacta para insertar las bolas en su carcasa de rodamientos. Mientras tanto, los controles del sistema también pueden ejecutar el control de calidad al garantizar que los actuadores corran correctamente a través de sus secuencias controladas con precisión. Como tales secuencias en una máquina prensadora generalmente repiten cientos o incluso miles de veces por hora, el controlador del sistema registra y luego se reenvía para almacenar las mediciones de cada ciclo de movimiento. Los operadores pueden usar herramientas en el paquete controlador para crear visualizaciones de los resultados del proceso. Estos podrían asignar si las fuerzas apremiantes excedieron o no lograron cumplir con los umbrales de proceso ... y permitir que los operadores analicen las curvas de desplazamiento de la fuerza en tiempo real en sus estaciones de trabajo. Dichos datos permiten a los operadores de máquinas experimentados mantener la mejor calidad de fabricación y la productividad sin cualquier programación especializada o desarrollo de análisis de calidad por parte de ingenieros expertos de software.

Además, los datos también se pueden exportar a través de interfaces del sistema a sistemas de análisis de fabricación de toda la planta o en la nube ... haciendo del sistema de mecatrónica inteligente un componente integral de la plataforma Industria 4.0 de una empresa.

También se están implementando capacidades similares para otros escenarios de automatización de fábrica, incluidos sistemas de movimiento lineal, como los robots de manejo cartesiano para operaciones de selección y lugar o transporte. Utilizan herramientas de configuración en línea similares para dimensionar y especificar todos los módulos lineales, actuadores y efectores finales, cableado, sensores, unidades eléctricas y controladores necesarios para los sistemas de manejo completos.

Aplicaciones de mechatronics inteligentes en acción

Smart Mechatronics demuestra cómo la tecnología sofisticada puede resolver problemas de ingeniería complejos de una manera más simple. En un escenario de la industria común, los constructores de máquinas generalmente han tratado de desarrollar sus propios ensamblajes de mecatrónica ordenando e integrando componentes separados: actuadores lineales, controladores, fuentes de alimentación, efectores finales y más. Este proceso a menudo es engorroso y requiere mucho tiempo.

En muchas empresas o integradores de sistemas, es común que el grupo de ingeniería mecánica sea responsable de especificar y ordenar un conjunto de componentes, mientras que el grupo eléctrico ordena sus componentes. Dichos arreglos son más desafiantes para el departamento de compras, y el personal de ingeniería tiene la tarea de hacer que todo encaje físicamente y programarlo para garantizar que funcione como se especifica.

El concepto Smart Mechatronics cambia ese paradigma y, en el proceso, libera a los ingenieros para que puedan dedicar tiempo y recursos a problemas de diseño más complejos y desafiantes. Sin duda: los beneficios y ventajas ofrecidas por la tecnología Smart Mechatronics ayudará a los fabricantes a construir más sistemas listos para la producción con la tecnología de inteligencia y sensores incorporados para admitir los requisitos de la Industria 4.0.

Aunque el concepto Smart Mechatronics es muy intuitivo, todavía es importante trabajar con proveedores de Mechatronics cuyas carteras y experiencia en ingeniería abarcan la gama completa de componentes: productos de movimiento lineal, controladores, unidades de servo y software de operadores, necesarias para construir soluciones completas de Mechatronics de alto rendimiento. También es importante evaluar la calidad y la facilidad de uso de sus herramientas de configuración, para asegurarse de que la facilidad de uso prometida por los movimientos Smart Mechatronics, de principio a fin, se entregue por completo. Esto ayuda a garantizar que los constructores de máquinas y los usuarios finales puedan aprovechar completamente los beneficios de plug-andproducir de las mecatrónicas inteligentes en sus operaciones.