आज के विनिर्माण प्रणाली के OEM और स्वचालन के अंतिम उपयोगकर्ता अपने जीवन को आसान बनाने के लिए लगातार तकनीकी प्रगति की तलाश में रहते हैं। उद्योग 4.0 नवाचारों ने स्मार्ट तकनीकों के एक नए वर्ग को जन्म दिया है जो डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स और संचार इंटरफेस को और अधिक परिष्कृत, कार्यात्मक और उपयोग में आसान बनाने के लिए संयोजित करते हैं।

जैसे-जैसे ज़्यादा से ज़्यादा निर्माण कंपनियाँ उद्योग 4.0-तैयार तकनीक को अपना रही हैं, उभरती हुई स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स तकनीकें मशीनों को ज़्यादा बुद्धिमत्ता और बहुमुखी प्रतिभा प्रदान कर रही हैं। इन उन्नत प्रणालियों को पिछले विकल्पों की तुलना में निर्दिष्ट करना, ऑर्डर करना और तैनात करना भी आसान है - जिससे OEM और अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए इनका मूल्य बढ़ जाता है।

स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स की क्षमताओं को समझने से सिस्टम डिजाइन इंजीनियरों को यह आकलन करने में मदद मिल सकती है कि इन मेक्ट्रोनिक्स का सर्वोत्तम उपयोग किस प्रकार किया जाए, ताकि उनके विनिर्माण समाधान अत्यधिक प्रतिस्पर्धी बन सकें।

आधुनिक मेक्ट्रोनिक्स एकीकृत और बहुमुखी हैं

मेक्ट्रोनिक्स ऐसी प्रणालियाँ और उप-संयोजन हैं जो अलग-अलग यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक घटकों को विशिष्ट कार्यों के लिए समर्पित समाधानों में संयोजित करते हैं। गति की दुनिया में, उत्पाद संयोजन और परिवहन, जो मेक्ट्रोनिक रैखिक गति प्रणालियों और कार्टेशियन रोबोट द्वारा पूरा किया जाता है, इसके दो उदाहरण हैं। मेक्ट्रोनिक्स का मूल इलेक्ट्रॉनिक मोटरों, नियंत्रणों, सेंसरों और रैखिक घटकों का सुदृढ़ एकीकरण है। मेक्ट्रोनिक्स को उद्योग 4.0 प्रौद्योगिकियों का अग्रदूत माना जा सकता है।

स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स इस अवधारणा को और आगे ले जाता है — उन्नत सेंसर और ऑपरेटर-अनुकूल नियंत्रक प्लेटफ़ॉर्म को शामिल करते हुए संपूर्ण समाधानों का रूप लेता है। ये प्रणालियाँ निम्नलिखित परिणाम देती हैं:

• मशीन के प्रदर्शन पर रीयलटाइम डेटा
• विनिर्माण गुणवत्ता पर वास्तविक समय डेटा, जैसा लागू हो
• गति अनुक्रमों का सटीक नियंत्रण और निष्पादन
• उत्पादन डेटा और थ्रूपुट की स्वचालित ट्रैकिंग
• मशीन-स्तर और संयंत्र-व्यापी प्रबंधन प्रणालियों के साथ आसान कनेक्टिविटी

स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स चरण एक: ऑनलाइन कॉन्फ़िगरेशन

स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स को डिज़ाइन करना और चालू करना पिछले मेक्ट्रोनिक्स सिस्टम की तुलना में तेज़ और आसान है। यह मददगार है क्योंकि मेक्ट्रोनिक्स अपने स्वभाव से ही काफी जटिल होते हैं — कई रैखिक घटकों, ड्राइव, नियंत्रकों और ऑपरेटर इंटरफेस के समवर्ती विचार और आकार निर्धारण की मांग करते हैं... और फिर उनका सावधानीपूर्वक संयोजन।

स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स मशीन को निर्दिष्ट करने, खरीदने और चालू करने का पहला चरण आपूर्तिकर्ता पोर्टल के माध्यम से उपलब्ध ऑनलाइन उपकरणों का लाभ उठाना है। ये कॉन्फ़िगरेशन उपकरण इंजीनियरों को न्यूनतम प्रोग्रामिंग के साथ "आउट ऑफ़ द बॉक्स" संचालित करने के लिए तैयार बुद्धिमान प्रणालियाँ बनाने में सक्षम बनाते हैं... इसलिए ये उपकरण शायद उन इंजीनियरों के लिए सबसे अधिक उपयोगी हैं जिन्हें विद्युत और द्रव-शक्ति अभिक्रिया (रैखिक गति सहित) और गति नियंत्रण की केवल बुनियादी समझ है। उपयोगकर्ता स्ट्रोक, वर्कपीस भार और चक्र समय जैसे पैरामीटर दर्ज करते हैं, जो फिर एक आउटपुट उत्पन्न करते हैं जिसे ऑनलाइन उपकरण के CAD वातावरण में सत्यापित किया जा सकता है। आकार निर्धारण और विन्यासकर्ता संकेतों के बाद, संपूर्ण मेक्ट्रोनिक्स समाधान के सभी घटकों - जैसे कार्टेशियन रोबोट, प्रेसिंग मशीन, या जॉइनिंग मशीन - को एक बार में निर्दिष्ट किया जा सकता है। यह एक ऐसा विकल्प है जो इंजीनियरों को एक ही आपूर्तिकर्ता से संपूर्ण समाधान प्राप्त करने में सक्षम बनाता है - प्लग-एंड-प्रोड्यूस कार्यान्वयन के लिए तैयार पूर्व-प्रोग्राम किए गए गति अनुक्रमों के साथ एक एकीकृत प्रणाली प्राप्त करना।

स्मार्ट, सरल परिचालन नियंत्रण

स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स आमतौर पर "पारदर्शी" उत्पादन प्रक्रियाओं के साथ उत्पादकता और लचीलेपन को बढ़ा सकता है - वास्तविक समय की स्थिति की निगरानी के लिए सेंसर के साथ।

ज़रा सोचिए कि कैसे कुछ निर्माता ऐसी निगरानी के लिए ऑपरेशन-विशिष्ट मेक्ट्रोनिक फ़ंक्शन किट प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, एक प्रेसिंग मशीन के लिए एक फ़ंक्शन किट में प्रेसिंग और असेंबली संचालन में सहायता के लिए एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिलेंडर, सर्वो ड्राइव, मोटर, नियंत्रक, सेंसर और ऑपरेटर सॉफ़्टवेयर शामिल हो सकते हैं। इस तरह के फ़ंक्शन किट का उपयोग करके बनाई गई मशीनों को लागू करना आसान होता है, क्योंकि इसके पुर्जों में ऑपरेटिंग सॉफ़्टवेयर पहले से इंस्टॉल होता है... और सर्वो ड्राइव पर चलने के लिए स्वचालित पैरामीटराइज़ेशन तैयार होता है—इसलिए मशीन को चालू करने के लिए किसी मोशन कंट्रोल प्रोग्रामिंग ज्ञान की आवश्यकता नहीं होती है। इस सॉफ़्टवेयर में एक ड्रैग-एंड-ड्रॉप ग्राफ़िकल यूज़र इंटरफ़ेस (GUI) है जो ऑपरेटरों को सहज रूप से उत्पादन क्रम बनाने की सुविधा देता है—जैसे कि बॉल बेयरिंग को हाउसिंग में प्रेस करना।

इसके अलावा, मशीन में संचालन को मापने और ट्रैक करने के लिए एक एकीकृत बल सेंसर भी हो सकता है। उदाहरण के लिए, बेयरिंग-प्रेस अनुप्रयोग में ऐसे सेंसर रैखिक एक्चुएटर को ट्रैक कर सकते हैं ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि बॉल्स को उनके बेयरिंग हाउसिंग में डालने के लिए यह सही बल लगा रहा है। इस बीच, सिस्टम नियंत्रण यह सुनिश्चित करके गुणवत्ता नियंत्रण भी कर सकते हैं कि एक्चुएटर अपने सटीक नियंत्रित अनुक्रमों के माध्यम से ठीक से चलें। चूँकि प्रेसिंग मशीन पर ऐसे अनुक्रम आमतौर पर प्रति घंटे सैकड़ों या हज़ारों बार दोहराए जाते हैं, सिस्टम का नियंत्रक प्रत्येक गति चक्र के मापों को रिकॉर्ड करता है और फिर भंडारण के लिए अग्रेषित करता है। फिर ऑपरेटर प्रक्रिया परिणामों के विज़ुअलाइज़ेशन बनाने के लिए नियंत्रक पैकेज में उपकरणों का उपयोग कर सकते हैं। ये मैप कर सकते हैं कि क्या प्रेसिंग बल प्रक्रिया सीमा से अधिक हो गए या नहीं मिले... और ऑपरेटरों को अपने कार्यस्थलों पर वास्तविक समय में बल-विस्थापन वक्रों का विश्लेषण करने में सक्षम बनाते हैं। ऐसा डेटा अनुभवी मशीन ऑपरेटरों को विशेषज्ञ सॉफ़्टवेयर इंजीनियरों द्वारा किसी विशेष प्रोग्रामिंग या गुणवत्ता विश्लेषण विकास के बिना भी उच्चतम विनिर्माण गुणवत्ता और उत्पादकता बनाए रखने में सक्षम बनाता है।

इसके अलावा, डेटा को सिस्टम इंटरफेस के माध्यम से प्लांट-वाइड या क्लाउड-आधारित विनिर्माण विश्लेषण प्रणालियों में भी निर्यात किया जा सकता है... जिससे स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स प्रणाली कंपनी के उद्योग 4.0 प्लेटफॉर्म का एक अभिन्न अंग बन जाती है।

इसी तरह की क्षमताओं का उपयोग अन्य फ़ैक्टरी स्वचालन परिदृश्यों के लिए भी किया जा रहा है, जिनमें पिक-एंड-प्लेस या परिवहन कार्यों के लिए कार्टेशियन हैंडलिंग रोबोट जैसी रैखिक गति प्रणालियाँ शामिल हैं। वे संपूर्ण हैंडलिंग प्रणालियों के लिए आवश्यक सभी रैखिक मॉड्यूल, एक्चुएटर्स और एंड इफ़ेक्टर्स, केबलिंग, सेंसर, इलेक्ट्रिक ड्राइव और नियंत्रकों के आकार और निर्दिष्टीकरण के लिए समान ऑनलाइन कॉन्फ़िगरेशन टूल का उपयोग करते हैं।

स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स अनुप्रयोगों का क्रियान्वयन

स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स यह दर्शाता है कि कैसे परिष्कृत तकनीक जटिल इंजीनियरिंग समस्याओं को सरल तरीके से हल कर सकती है। एक सामान्य उद्योग परिदृश्य में, मशीन निर्माता आमतौर पर अलग-अलग घटकों - लीनियर एक्चुएटर्स, कंट्रोलर, पावर सप्लाई, एंड इफ़ेक्टर्स आदि - को ऑर्डर करके और एकीकृत करके अपनी मेक्ट्रोनिक्स असेंबली विकसित करने का प्रयास करते हैं। यह प्रक्रिया अक्सर बोझिल और समय लेने वाली होती है।

कई कंपनियों या सिस्टम इंटीग्रेटर्स में, यह आम बात है कि मैकेनिकल इंजीनियरिंग समूह घटकों के एक सेट को निर्दिष्ट करने और ऑर्डर करने के लिए ज़िम्मेदार होता है, जबकि इलेक्ट्रिकल समूह अपने घटकों का ऑर्डर देता है। ऐसी व्यवस्थाएँ क्रय विभाग के लिए ज़्यादा चुनौतीपूर्ण होती हैं, और इंजीनियरिंग कर्मचारियों को इन सभी घटकों को भौतिक रूप से एक साथ फिट करने और यह सुनिश्चित करने के लिए प्रोग्राम करने का काम सौंपा जाता है कि वे निर्दिष्ट अनुसार काम करें।

स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स अवधारणा इस प्रतिमान को बदल देती है और इस प्रक्रिया में, इंजीनियरों को अधिक जटिल और चुनौतीपूर्ण डिज़ाइन मुद्दों पर समय और संसाधन लगाने के लिए स्वतंत्र करती है। निस्संदेह — स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स तकनीक द्वारा प्रदान किए जाने वाले लाभ और फायदे निर्माताओं को उद्योग 4.0 आवश्यकताओं का समर्थन करने के लिए अंतर्निहित बुद्धिमत्ता और सेंसर तकनीक के साथ अधिक उत्पादन-तैयार प्रणालियाँ बनाने में मदद करेंगे।

हालाँकि स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स की अवधारणा बहुत सहज है, फिर भी ऐसे मेक्ट्रोनिक्स आपूर्तिकर्ताओं के साथ काम करना ज़रूरी है जिनके पोर्टफोलियो और इंजीनियरिंग विशेषज्ञता में संपूर्ण, उच्च-प्रदर्शन मेक्ट्रोनिक्स समाधान बनाने के लिए आवश्यक घटकों की पूरी श्रृंखला शामिल हो - रैखिक गति उत्पाद, नियंत्रक, सर्वो ड्राइव और ऑपरेटर सॉफ़्टवेयर। उनके कॉन्फ़िगरेशन टूल्स की गुणवत्ता और उपयोग में आसानी का आकलन करना भी ज़रूरी है, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स मूवमेंट द्वारा शुरू से अंत तक उपयोग में आसानी का वादा पूरी तरह से पूरा हो। इससे यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि मशीन निर्माता और अंतिम उपयोगकर्ता अपने कार्यों में स्मार्ट मेक्ट्रोनिक्स के प्लग-एंड-प्रोड्यूस लाभों का पूरा लाभ उठा सकें।