Nykypäivän valmistusjärjestelmien OEM-valmistajat ja automaation loppukäyttäjät etsivät jatkuvasti teknologian kehitystä helpottaakseen elämäänsä. Teollisuus 4.0 -innovaatiot ovat synnyttäneet uuden luokan älykkäitä teknologioita, joissa yhdistyvät digitaalinen elektroniikka ja viestintärajapinnat kehittyneemmän, toimivuuden ja käytön helpottamiseksi.

Kun yhä useammat valmistusyritykset ottavat käyttöön Teollisuus 4.0 -valmis teknologian, nousevat älykkäät mekatroniikkatekniikat antavat koneille enemmän älyä ja monipuolisuutta. Näitä kehittyneitä järjestelmiä on myös helpompi määrittää, tilata ja ottaa käyttöön kuin aiemmat vaihtoehdot, mikä lisää niiden arvoa OEM-valmistajille ja loppukäyttäjille.

Älykkään mekatroniikan ominaisuuksien ymmärtäminen voi auttaa järjestelmäsuunnittelijoita arvioimaan, kuinka parhaiten hyödyntää tätä mekatroniikkaa tehdäkseen valmistusratkaisuistaan ​​erittäin kilpailukykyisiä.

Nykyaikainen mekatroniikka on integroitua ja monipuolista

Mekatroniikka ovat järjestelmiä ja osakokoonpanoja, jotka yhdistävät erilaiset mekaaniset ja elektroniset komponentit tiettyihin tehtäviin omistetuiksi ratkaisuiksi. Liikemaailmassa kaksi esimerkkiä ovat tuotteiden kokoonpano ja kuljetus, jotka tyydyttävät mekatroniset lineaariset liikejärjestelmät ja karteesiset robotit. Mekatroniikan ydin on elektronisten moottoreiden, säätimien, antureiden ja lineaaristen komponenttien tiukka integrointi. Mekatroniikkaa voidaan pitää Teollisuus 4.0 -teknologioiden edelläkävijänä.

Älykäs mekatroniikka vie konseptia pidemmälle – kokonaisratkaisuina, jotka sisältävät edistyneitä antureita ja käyttäjäystävällisiä ohjausalustoja. Nämä järjestelmät tuottavat:

• Reaaliaikaiset tiedot koneen suorituskyvystä
• Reaaliaikaiset tiedot valmistuksen laadusta soveltuvin osin
• Liikesekvenssien tarkka ohjaus ja suoritus
• Tuotantotietojen ja suoritustehon automaattinen seuranta
• Helppo liittää konetason ja tehtaanlaajuisiin hallintajärjestelmiin

Älykäs mekatroniikka vaihe yksi: Online-määritys

Älykäs mekatroniikka on nopeampi ja helpompi suunnitella ja ottaa käyttöön kuin aiemmat mekatroniikkajärjestelmät. Siitä on hyötyä, koska mekatroniikka on luonteeltaan varsin monimutkaista – vaatii useiden lineaaristen komponenttien, taajuusmuuttajien, ohjaimien ja käyttöliittymien samanaikaista harkintaa ja mitoitusta… ja sitten niiden huolellista yhdistämistä.

Ensimmäinen askel älykkään mekatroniikkakoneen määrittelyssä, ostamisessa ja käyttöönotossa on hyödyntää verkkotyökaluja, jotka ovat saatavilla toimittajaportaalien kautta. Näiden konfigurointityökalujen avulla insinöörit voivat rakentaa älykkäitä järjestelmiä, jotka ovat valmiita toimimaan "pakkauksesta" minimaalisella ohjelmoinnilla... joten niistä on ehkä eniten apua insinööreille, joilla on vain perustiedot sähköisestä ja nesteen tehosta (mukaan lukien lineaarinen liike) ja liikkeen ohjauksesta. Käyttäjät syöttävät parametrit, kuten iskun, työkappaleen painon ja syklin ajan, jotka sitten luovat tulosteen, joka voidaan tarkistaa online-työkalun CAD-ympäristössä. Seuraavat mitoitus- ja konfiguraattorikehotteet, kaikki täydellisen mekatronisen ratkaisun komponentit - kuten karteesinen robotti, puristuskone tai liitoskone - voidaan määrittää yhdellä kertaa. Se on vaihtoehto, jonka avulla insinöörit voivat saada täydellisen ratkaisun yhdeltä toimittajalta – integroidun järjestelmän, joka on toimitettu valmiiksi ohjelmoiduilla liikesarjoilla, jotka ovat valmiita liitä ja tuota -toteutusta varten.

Älykkäämpi, yksinkertaisempi toiminnanohjaus

Älykäs mekatroniikka voi lisätä tuottavuutta ja joustavuutta yleensä "läpinäkyvien" tuotantoprosessien avulla – antureilla reaaliaikaista kunnonvalvontaa varten.

Ajattele vain, kuinka jotkut valmistajat tarjoavat toimintakohtaisia ​​mekatronisia toimintosarjoja tukemaan tällaista valvontaa. Esimerkiksi yksi puristuskoneen toimintosarja voi sisältää sähkömekaanisen sylinterin, servokäytön, moottorin, ohjaimen, anturit ja käyttöohjelmiston puristus- ja liitoskokoonpanotoimintojen tukemiseksi. Tällaisella toimintosarjalla rakennetut koneet on helppo ottaa käyttöön, koska komponenttien mukana tulee esiasennettu käyttöohjelmisto … ja automaattinen parametrointi valmiina toimimaan servokäytössä – joten koneen saattaminen verkkoon ei vaadi liikkeenohjauksen ohjelmointiosaamista. Ohjelmistossa on vedä ja pudota graafinen käyttöliittymä (GUI), jonka avulla käyttäjät voivat rakentaa intuitiivisesti tuotantosarjoja, kuten esimerkiksi painaa kuulalaakereita koteloon.

Lisäksi koneessa voi olla integroitu voima-anturi toimintojen mittaamista ja seurantaa varten. Esimerkiksi tällaiset anturit laakeripuristussovelluksessa voivat seurata lineaarista toimilaitetta varmistaakseen, että se käyttää täsmälleen oikeaa voimaa asettaakseen kuulat laakeripesään. Samaan aikaan järjestelmäohjaukset voivat myös suorittaa laadunvalvontaa varmistamalla, että toimilaitteet käyvät oikein tarkasti ohjattujen sekvenssien läpi. Koska tällaiset sekvenssit puristuskoneessa toistuvat tyypillisesti satoja tai jopa tuhansia kertoja tunnissa, järjestelmän ohjain tallentaa ja lähettää sitten tallennettavaksi kunkin liikejakson mittaukset. Operaattorit voivat sitten käyttää ohjainpaketin työkaluja luodakseen visualisointeja prosessin tuloksista. Ne voivat kartoittaa, ylittivätkö puristusvoimat prosessikynnykset… ja antavat käyttäjien analysoida voima-siirtymäkäyriä reaaliajassa työasemillaan. Tällaisten tietojen avulla kokeneet koneenkäyttäjät voivat ylläpitää huippuluokan valmistuslaatua ja tuottavuutta ilman asiantuntevien ohjelmistoinsinöörien suorittamaa erikoistunutta ohjelmointia tai laatuanalytiikkaa.

Lisäksi dataa voidaan viedä järjestelmärajapintojen kautta myös tehtaanlaajuisiin tai pilvipohjaisiin valmistusanalytiikkajärjestelmiin … tehden älykkäästä mekatroniikkajärjestelmästä kiinteän osan yrityksen Teollisuus 4.0 -alustaa.

Samankaltaisia ​​ominaisuuksia otetaan käyttöön myös muissa tehdasautomaatioskenaarioissa, mukaan lukien lineaariset liikejärjestelmät, kuten suorakulmaiset käsittelyrobotit keräily- ja kuljetusoperaatioissa. He käyttävät samankaltaisia ​​online-konfigurointityökaluja kaikkien lineaaristen moduulien, toimilaitteiden ja päätetoimilaitteiden, kaapeleiden, antureiden, sähkökäyttöjen ja ohjaimen kokoamiseen ja määrittämiseen, joita tarvitaan täydellisiin käsittelyjärjestelmiin.

Älykkäät mekatroniikkasovellukset toiminnassa

Älykäs mekatroniikka osoittaa, kuinka pitkälle kehitetty tekniikka voi ratkaista monimutkaisia ​​suunnittelukysymyksiä yksinkertaisemmalla tavalla. Alan yleisessä skenaariossa koneenrakentajat ovat tyypillisesti yrittäneet kehittää omia mekatroniikkakokoonpanoja tilaamalla ja integroimalla erillisiä komponentteja – lineaarisia toimilaitteita, ohjaimia, teholähteitä, päätetoimilaitteita ja paljon muuta. Tämä prosessi on usein työläs ja aikaa vievä.

Monissa yrityksissä tai järjestelmäintegraattoreissa on tavallista, että koneenrakennusryhmä vastaa yhden komponenttisarjan määrittämisestä ja tilaamisesta, kun taas sähkökonserni tilaa sen komponentit. Tällaiset järjestelyt ovat hankintaosastolle haastavampia, ja insinöörihenkilöstön tehtävänä on saada kaikki fyysisesti yhteen ja ohjelmoida varmistamaan, että se toimii ohjeiden mukaisesti.

Älykäs mekatroniikkakonsepti muuttaa tätä paradigmaa ja vapauttaa samalla insinöörit, jotta he voivat käyttää aikaa ja resursseja monimutkaisempiin ja haastavampiin suunnitteluongelmiin. Epäilemättä älykkään mekatroniikkatekniikan tarjoamat edut ja edut auttavat valmistajia rakentamaan enemmän tuotantovalmiita järjestelmiä, joissa on sisäänrakennettu älykkyys ja anturitekniikka, joka tukee Industry 4.0 -vaatimuksia.

Vaikka älykäs mekatroniikkakonsepti on erittäin intuitiivinen, on silti tärkeää työskennellä mekatroniikan toimittajien kanssa, joiden portfolio ja suunnitteluosaaminen kattavat kaikki komponentit - lineaariliikkeet tuotteet, ohjaimet, servokäytöt ja käyttöohjelmistot - joita tarvitaan täydellisen ja tehokkaan mekatroniikan rakentamiseen. ratkaisuja. On myös tärkeää arvioida niiden konfigurointityökalujen laatu ja helppokäyttöisyys, jotta varmistetaan, että älykkäiden mekatroniikkaliikkeiden lupaama helppokäyttöisyys – alusta loppuun – toteutuu täysin. Tämä auttaa varmistamaan, että koneenrakentajat ja loppukäyttäjät voivat hyödyntää älykkään mekatroniikan plug-and-product-etuja täysimääräisesti toiminnassaan.