OEM और डिज़ाइन इंजीनियरों को मोटर्स, ड्राइव और कंट्रोलर्स के बारे में क्या पता होना चाहिए।

क्या डिजाइनर एक गति-केंद्रित मशीन में सुधार कर रहे हैं या एक नया निर्माण कर रहे हैं, यह आवश्यक है कि वे गति नियंत्रण को ध्यान में रखते हुए शुरू करते हैं। फिर वे प्रभावी और कुशल स्वचालन प्राप्त करने के लिए सबसे अच्छे तरीके के आसपास डिजाइन विकसित कर सकते हैं।

मोशन-आधारित मशीनों को उनके मुख्य कार्यों के आसपास डिज़ाइन और बनाया जाना चाहिए। एक प्रिंटिंग मशीन के लिए जो घुमावदार अनुप्रयोगों के एक विशिष्ट सेट पर निर्भर करता है, उदाहरण के लिए, डिजाइनर महत्वपूर्ण भागों पर ध्यान केंद्रित करेंगे और मुख्य कार्यों के समर्थन में बाकी मशीन विकसित करेंगे।

यह डिजाइन इंजीनियरिंग 101 की तरह लगता है, लेकिन समय-समय पर बाजार के दबाव और टीमों के साथ पारंपरिक रूप से यांत्रिक, विद्युत और सॉफ्टवेयर विभागों में चुप हो जाता है, डिजाइन के लिए बड़े पैमाने पर रैखिक प्रक्रिया में वापस जाना आसान है। हालांकि, मन में गति नियंत्रण के साथ डिजाइन करना, हालांकि, एक मेक्ट्रोनिक्स दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है जिसमें प्रारंभिक अवधारणाओं को विकसित करना, सिस्टम टोपोलॉजी और मशीन दृष्टिकोण का निर्धारण करना और कनेक्शन इंटरफ़ेस और सॉफ्टवेयर आर्किटेक्चर का चयन करना शामिल है।

यहां मोटर्स, ड्राइव, कंट्रोलर और सॉफ्टवेयर के कुछ आवश्यक पहलू हैं, जिन्हें इंजीनियरों को कम समय में ग्राहकों की समस्याओं को हल करने के लिए ओईएम के लिए संभव बनाने के लिए अक्षमता, त्रुटियों और लागत को कम करने के लिए हर मशीन डिजाइन परियोजना की शुरुआत से विचार करना चाहिए।

【डिजाइन प्रक्रिया】

कैसे और कहाँ भागों में चलते हैं, जहां इंजीनियर अपने इंजीनियरिंग प्रयासों में से अधिकांश खर्च करते हैं, खासकर जब नवीन मशीनों को विकसित करते हैं। हालांकि अभिनव बिल्ड अब तक सबसे अधिक समय लेने वाले हैं, वे अक्सर सबसे बड़ी आरओआई प्रदान करते हैं, खासकर अगर टीमें वर्चुअल इंजीनियरिंग और मॉड्यूलर डिजाइनों में नवीनतम का उपयोग करती हैं।

स्क्रैच से मशीन विकसित करते समय पहला कदम यह पूछना है: इस मशीन के महत्वपूर्ण कार्य क्या हैं? यह एक ऐसी मशीन बनाने के लिए हो सकता है जो आसानी से साफ, कम रखरखाव, या अत्यधिक सटीक हो। उस तकनीक की पहचान करें जो आवश्यक फ़ंक्शन, प्रदर्शन या रखरखाव स्तर प्रदान करेगी।

जितना अधिक जटिल समस्या को हल करने की आवश्यकता होती है, सबसे महत्वपूर्ण कार्यों को निर्धारित करना उतना ही कठिन होगा। एक गति-केंद्रित स्वचालन आपूर्तिकर्ता के साथ काम करने पर विचार करें जो महत्वपूर्ण विवरणों को परिभाषित करने और सही दृष्टिकोण निर्धारित करने में मदद कर सकता है।

फिर पूछें: मशीन के मानक कार्य क्या हैं? पहले की प्रिंटिंग मशीन उदाहरण के साथ रहना, तनाव और सेंसर नियंत्रण का उपयोग उस सामग्री को छापने के लिए उपयोग किया जाता है जो काफी मानक हैं। वास्तव में, एक नई मशीन के लगभग 80% कार्य पिछले मशीनों के कार्यों पर भिन्नता हैं।

मानक कार्यों के लिए इंजीनियरिंग आवश्यकताओं को संभालने के लिए मॉड्यूलर हार्डवेयर और कोड प्रोग्रामिंग का उपयोग करना परियोजना को पूरा करने के लिए आवश्यक डिजाइन संसाधनों की मात्रा को काफी कम कर देता है। यह समय-सिद्ध कार्यों का भी उपयोग करता है, इस प्रकार विश्वसनीयता बढ़ाता है और आपको डिजाइन के अधिक जटिल भागों पर ध्यान केंद्रित करने देता है।

एक मोशन कंट्रोल पार्टनर के साथ काम करना जो मॉड्यूलर हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के साथ मानक कार्यों को वितरित कर सकता है, इसका मतलब है कि आप उन मूल्य-वर्धित सुविधाओं पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं जो आपके उत्पाद को प्रतियोगिता से अलग करते हैं।

एक विशिष्ट डिजाइन परियोजना में, मैकेनिकल इंजीनियर मशीन की संरचना और इसके यांत्रिक घटकों का निर्माण करते हैं; इलेक्ट्रिकल इंजीनियर इलेक्ट्रॉनिक्स को जोड़ते हैं, जिसमें ड्राइव, तार और नियंत्रण शामिल हैं; और फिर सॉफ्टवेयर इंजीनियर कोड लिखते हैं। हर बार जब कोई गलती या समस्या होती है, तो प्रोजेक्ट टीम को इसे पीछे करना और सही करना होगा। डिजाइन प्रक्रिया में इतना समय और ऊर्जा परिवर्तन या गलतियों के आधार पर फिर से काम करने में खर्च किया जाता है। सौभाग्य से, सीएडी सॉफ्टवेयर और सिल्ड प्लानिंग और डिज़ाइन के साथ मैकेनिक डिजाइन करना अतीत की लगभग चीजें हैं।

आज, वर्चुअल इंजीनियरिंग टीमों को डिज़ाइन करने देता है कि कैसे मशीनें कई समानांतर रास्तों का उपयोग करके काम करेंगी, इस प्रकार नाटकीय रूप से विकासशील चक्र और समय-समय पर बाजार को छोटा कर देगा। एक डिजिटल ट्विन (मशीन का एक आभासी प्रतिनिधित्व) बनाकर, प्रत्येक विभाग अपने आप काम कर सकता है और बाकी टीम के साथ समवर्ती रूप से भागों और नियंत्रणों को विकसित कर सकता है।

एक डिजिटल ट्विन इंजीनियरों को मशीन के साथ -साथ आपकी मशीन प्रौद्योगिकियों के लिए विभिन्न डिजाइनों का जल्दी से परीक्षण करने देता है। उदाहरण के लिए, शायद एक प्रक्रिया के लिए सामग्री को मशीन फ़ीड में खिलाया जाना चाहिए जब तक कि वांछित राशि एकत्र नहीं की जाती है और फिर सामग्री कट जाती है; इसका मतलब है कि जब भी सामग्री को काटने की आवश्यकता होती है, तो आपको फ़ीड को रोकने का एक तरीका पता लगाना चाहिए। उस चुनौती को संभालने के कई तरीके हैं, और उनमें से सभी प्रभावित कर सकते हैं कि समग्र मशीन कैसे संचालित होती है। विभिन्न उपायों या स्थानांतरित करने वाले घटकों को यह देखने के लिए कि यह कैसे ऑपरेशन को प्रभावित करता है, डिजिटल ट्विन के साथ सरल है और अधिक कुशल (और कम) प्रोटोटाइप की ओर जाता है।

वर्चुअल इंजीनियरिंग डिज़ाइन टीमों को सभी देखते हैं कि किसी विशेष लक्ष्य या लक्ष्यों तक पहुंचने के लिए पूरी मशीन और इसकी अतिव्यापी अवधारणाएं एक साथ कैसे काम करती हैं।

【टोपोलॉजी का चयन करना】

कई कार्यों के साथ जटिल डिजाइन, गति और बहु-आयामी आंदोलन के एक से अधिक अक्ष, और तेजी से आउटपुट और थ्रूपुट सिस्टम टोपोलॉजी को जटिल बनाते हैं। केंद्रीकृत, नियंत्रक-आधारित स्वचालन या विकेंद्रीकृत के बीच चयन, ड्राइव-आधारित स्वचालन डिजाइन किए जा रहे मशीन पर निर्भर करता है। मशीन क्या करती है, दोनों अपने समग्र और स्थानीय कार्य, प्रभावित करती हैं कि क्या आप केंद्रीकृत या विकेंद्रीकृत टोपोलॉजी का विकल्प चुनते हैं। कैबिनेट स्पेस, मशीन का आकार, परिवेश की स्थिति और यहां तक ​​कि स्थापना समय भी इस निर्णय को प्रभावित करता है।

केंद्रीकृत स्वचालन। जटिल मशीनों के लिए समन्वित गति नियंत्रण प्राप्त करने का सबसे अच्छा तरीका नियंत्रक-आधारित स्वचालन के साथ है। मोशन-कंट्रोल कमांड आमतौर पर एक मानकीकृत वास्तविक समय बस जैसे कि एथरकैट, और इनवर्टर सभी मोटर्स को ड्राइव करते हैं।

नियंत्रक-आधारित स्वचालन के साथ, कई गति कुल्हाड़ियों को एक जटिल कार्य करने के लिए समन्वित किया जा सकता है। यह आदर्श टोपोलॉजी है यदि गति मशीन के दिल में है और सभी भागों को सिंक्रनाइज़ किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि रोबोट आर्म को ठीक से स्थिति देने के लिए प्रत्येक गति अक्ष के लिए एक विशिष्ट स्थान पर होना महत्वपूर्ण है, तो आप संभवतः नियंत्रक-आधारित स्वचालन का चयन करेंगे।

विकेन्द्रीकृत स्वचालन। अधिक कॉम्पैक्ट मशीनों और मशीन मॉड्यूल के साथ, विकेंद्रीकृत गति नियंत्रण कम हो गया या मशीन नियंत्रण पर लोड को समाप्त कर देता है। इसके बजाय, छोटे इन्वर्टर ड्राइव विकेन्द्रीकृत नियंत्रण जिम्मेदारियों को मानते हैं, एक I/O सिस्टम नियंत्रण संकेतों का मूल्यांकन करता है, और एक संचार बस जैसे कि EtherCat एक एंड-टू-एंड नेटवर्क बनाता है।

विकेंद्रीकृत स्वचालन आदर्श है जब मशीन का एक हिस्सा किसी कार्य को पूरा करने की जिम्मेदारी ले सकता है और उसे लगातार केंद्रीय नियंत्रण में वापस रिपोर्ट करने की आवश्यकता नहीं है। इसके बजाय, मशीन का प्रत्येक भाग जल्दी और स्वतंत्र रूप से प्रदर्शन करता है, केवल एक बार इसका कार्य पूरा होने के बाद वापस रिपोर्ट करता है। क्योंकि प्रत्येक डिवाइस इस तरह की व्यवस्था में अपना लोड संभालता है, इसलिए समग्र मशीन अधिक वितरित प्रसंस्करण शक्ति का लाभ उठा सकती है।

केंद्रीकृत और विकेंद्रीकृत नियंत्रण। हालांकि केंद्रीकृत स्वचालन समन्वय प्रदान करता है और विकेंद्रीकृत अधिक कुशल वितरित प्रसंस्करण शक्ति प्रदान करता है, दोनों का एक संयोजन कभी -कभी सबसे अच्छा विकल्प होता है। अंतिम निर्णय से संबंधित लक्ष्यों सहित ओवररचिंग आवश्यकताओं पर निर्भर करता है: लागत/मूल्य, थ्रूपुट, दक्षता, समय के साथ विश्वसनीयता, सुरक्षा विनिर्देशों।

परियोजना जितनी अधिक जटिल है, उतना ही महत्वपूर्ण यह है कि एक मोशन कंट्रोल इंजीनियरिंग पार्टनर होना चाहिए जो विभिन्न पहलुओं पर सलाह दे सकता है। जब मशीन बिल्डर दृष्टि लाता है और स्वचालन भागीदार उपकरण लाता है, तो जब आपको सबसे अच्छा समाधान मिलता है।

【मशीन नेटवर्किंग】

स्वच्छ, भविष्य के प्रूफ इंटरकनेक्टिविटी की स्थापना भी गति नियंत्रण को ध्यान में रखते हुए डिजाइनिंग में एक महत्वपूर्ण कदम है। संचार प्रोटोकॉल उतना ही आवश्यक है जितना कि मोटर्स और ड्राइव स्थित हैं क्योंकि यह केवल उन घटकों के बारे में नहीं है जो घटकों करते हैं - यह भी है कि आप इसे कैसे जोड़ते हैं।

एक अच्छा डिज़ाइन तारों की संख्या को कम करता है और दूरी उन्हें जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, एक दूरस्थ टर्मिनल पर जाने वाले 10 से 15 तारों के एक सेट को एक औद्योगिक संचार प्रोटोकॉल जैसे कि ईथरकैट का उपयोग करके एक ईथरनेट केबल के साथ बदला जा सकता है। ईथरनेट एकमात्र विकल्प नहीं है, लेकिन जो भी आप उपयोग करते हैं, सुनिश्चित करें कि आपके पास सही संचार उपकरण या बसें हैं, इसलिए आप सामान्य प्रोटोकॉल का उपयोग कर सकते हैं। एक अच्छी संचार बस चुनना और सब कुछ कैसे रखा जाएगा, इसके लिए एक योजना बनाना भविष्य के विस्तार को बहुत आसान बनाता है।

शुरू से ही कैबिनेट के अंदर एक अच्छा डिजाइन बनाने पर ध्यान दें। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनिक घटकों के पास बिजली की आपूर्ति न डालें जो चुंबकीय हस्तक्षेप से प्रभावित हो सकते हैं। उच्च धाराओं या आवृत्तियों के साथ घटक तारों में विद्युत शोर उत्पन्न कर सकता है। तो, उच्च-वोल्टेज घटकों को सबसे अच्छा ऑपरेशन के लिए कम-वोल्टेज घटकों से दूर रखें। इसके अतिरिक्त, पता करें कि क्या आपका नेटवर्क सुरक्षा रेटेड है। यदि नहीं, तो आपको संभवतः निरर्थक सुरक्षा कनेक्शन की आवश्यकता होगी, इसलिए यदि एक हिस्सा विफल हो जाता है, तो यह अपनी विफलता का पता लगाता है और प्रतिक्रिया करता है।

जैसा कि औद्योगिक इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IIOT) पकड़ लेता है, उन्नत कार्यों को जोड़ने पर विचार करें कि आप या आपके ग्राहक उपयोग करने के लिए तैयार नहीं हो सकते हैं। मशीन में क्षमताओं का निर्माण करने का मतलब है कि उस मशीन को बाद में अपग्रेड करना आसान होगा।

【सॉफ़्टवेयर】

उद्योग के अनुमानों के अनुसार, यह लंबे समय से पहले नहीं होगा जब OEMs को सॉफ्टवेयर आवश्यकताओं पर केंद्रित अपने मशीन विकास समय का 50-60% खर्च करने की आवश्यकता होगी। इंटरफ़ेस पर ध्यान केंद्रित करने के लिए यांत्रिकी पर ध्यान केंद्रित करने से विकास छोटे मशीन बिल्डरों को एक प्रतिस्पर्धी नुकसान में डालता है, लेकिन मॉड्यूलर सॉफ्टवेयर को अपनाने के इच्छुक कंपनियों के लिए खेल के मैदान को भी समतल कर सकता है और मानकीकृत, खुले प्रोटोकॉल।

कैसे सॉफ्टवेयर का आयोजन किया जाता है, इसका विस्तार या सीमित हो सकता है कि एक मशीन अब और भविष्य में क्या कर सकती है। मॉड्यूलर हार्डवेयर की तरह, मॉड्यूलर सॉफ्टवेयर मशीन निर्माण की गति और दक्षता में सुधार करता है।

उदाहरण के लिए, कहते हैं कि आप एक मशीन डिजाइन कर रहे हैं और दो चरणों के बीच एक अतिरिक्त कदम जोड़ना चाहते हैं। यदि आप मॉड्यूलर सॉफ़्टवेयर का उपयोग कर रहे हैं, तो आप बस एक घटक जोड़ सकते हैं, बिना पुनरावृत्ति या पुनरावृत्ति के। और, यदि आपके पास छह खंड सभी एक ही काम कर रहे हैं, तो आप एक बार कोड लिख सकते हैं और सभी छह वर्गों में इसका उपयोग कर सकते हैं।

न केवल मॉड्यूलर सॉफ्टवेयर के साथ अधिक कुशल डिजाइन कर रहा है, यह इंजीनियरों को लचीलापन ग्राहकों को तरसने की सुविधा भी देता है। उदाहरण के लिए, कहते हैं कि ग्राहक एक ऐसी मशीन चाहता है जो विभिन्न आकार के उत्पादों को चलाता है, और सबसे बड़ा आकार एक सेक्शन में बदलाव की आवश्यकता है। मॉड्यूलर सॉफ्टवेयर के साथ, डिजाइनर मशीन के बाकी कार्यों को प्रभावित किए बिना केवल अनुभाग को बदल सकते हैं। इस परिवर्तन को OEM, या यहां तक ​​कि ग्राहक को जाने देने के लिए स्वचालित किया जा सकता है, मशीन फ़ंक्शंस के बीच जल्दी से स्विच करें। रिप्रोग्राम करने के लिए कुछ भी नहीं है क्योंकि मॉड्यूल पहले से ही मशीन में है।

मशीन बिल्डर्स प्रत्येक ग्राहक की अद्वितीय आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए वैकल्पिक सुविधाओं के साथ एक मानक बेस मशीन की पेशकश कर सकते हैं। मैकेनिकल, इलेक्ट्रिकल और सॉफ्टवेयर मॉड्यूल के एक पोर्टफोलियो को विकसित करने से कॉन्फ़िगर करने योग्य मशीनों को जल्दी से इकट्ठा करना आसान हो जाता है।

मॉड्यूलर सॉफ्टवेयर से सबसे अधिक दक्षता प्राप्त करने के लिए, हालांकि, उद्योग मानकों का पालन करना आवश्यक है, खासकर यदि आप एक से अधिक आपूर्तिकर्ता का उपयोग कर रहे हैं। यदि ड्राइव और सेंसर आपूर्तिकर्ता उद्योग के मानकों का पालन नहीं कर रहे हैं, तो वे घटक एक -दूसरे से बात नहीं कर सकते हैं और सभी मॉड्यूलरिटी दक्षताएं यह पता लगाने में खो जाती हैं कि भागों को कैसे जोड़ा जाए।

इसके अतिरिक्त, यदि आपका ग्राहक डेटा स्ट्रीम को क्लाउड नेटवर्क से जोड़ने की योजना बना रहा है, तो यह आवश्यक है कि कोई भी सॉफ़्टवेयर उद्योग मानक प्रोटोकॉल का उपयोग करके बनाया जाता है, इसलिए मशीन क्लाउड सेवाओं के साथ अन्य मशीनों और इंटरफ़ेस के साथ काम कर सकती है।

OPC UA और MQTT सबसे आम मानक सॉफ्टवेयर आर्किटेक्चर हैं। ओपीसी यूए मशीनों, नियंत्रकों, क्लाउड और अन्य आईटी उपकरणों के बीच निकट-वास्तविक समय के संचार को सक्षम करता है, और संभवतः एक समग्र संचार बुनियादी ढांचे के सबसे करीब है जिसे आप प्राप्त कर सकते हैं। MQTT एक अधिक हल्के IIOT-Messaging प्रोटोकॉल है जो दो अनुप्रयोगों को एक दूसरे से बात करने में सक्षम बनाता है। यह अक्सर एक उत्पाद में उपयोग किया जाता है - उदाहरण के लिए, एक सेंसर या ड्राइव किसी उत्पाद से जानकारी खींचती है और इसे क्लाउड पर भेजें।

【क्लाउड कनेक्टिविटी】

परस्पर जुड़े, बंद-लूप मशीनें अभी भी बहुमत हैं, लेकिन क्लाउड के लिए पूरी तरह से नेटवर्क कारखाने लोकप्रियता में बढ़ रहे हैं। यह प्रवृत्ति भविष्य कहनेवाला रखरखाव और डेटा-चालित उत्पादन के स्तर को बढ़ा सकती है और फैक्ट्री सॉफ्टवेयर में अगला बड़ा परिवर्तन है; यह दूरस्थ कनेक्टिविटी के साथ शुरू होता है।

क्लाउड-नेटवर्क वाले पौधे उत्पादन प्रक्रिया के अधिक पूर्ण प्रतिनिधित्व बनाने के लिए विभिन्न प्रक्रियाओं, विभिन्न उत्पादन लाइनों और अधिक से डेटा का विश्लेषण करते हैं। यह उन्हें विभिन्न उत्पादन सुविधाओं के समग्र उपकरण प्रभावशीलता (OEE) की तुलना करने देता है। अत्याधुनिक ओईएम विश्वसनीय स्वचालन भागीदारों के साथ काम करते हैं ताकि मॉड्यूलर उद्योग 4.0 क्षमताओं के साथ क्लाउड-रेडी मशीनों की पेशकश की जा सके जो डेटा एंड-यूजर्स की आवश्यकता को भेज सकते हैं।

मशीन बिल्डरों के लिए, गति नियंत्रण स्वचालन का उपयोग करना और ग्राहकों के पौधों या कंपनियों को अधिक कुशल बनाने के लिए एक समग्र, कुल-प्रक्रिया दृष्टिकोण लेना अधिक व्यवसाय जीतना सुनिश्चित करेगा।