I sistemi di controllo del movimento che utilizzano meno energia e possono essere alimentati da risorse rinnovabili sono fondamentali per attrezzature ad alta efficienza energetica e fanno parte di una strategia aziendale sostenibile.

Trasformazione digitale

I produttori di oggi interagiscono con l'automazione digitale e le interfacce utente dettagliate nella loro vita quotidiana e si aspettano la stessa capacità digitale dai sistemi industriali. Mentre le aziende trasformano digitalmente le loro operazioni, vedono benefici reali e affidabili.

I sensori incorporati nei dispositivi tracciano continuamente la temperatura, la posizione, il carico e l'usura in tempo reale. Il monitoraggio, la configurazione automatica e la diagnostica e i dati di processo raccolti presentati nei dashboard offrono agli operatori le voci di cui hanno bisogno per prendere decisioni sicure e informate. I sistemi di controllo del movimento connessi consentono agli operatori di analizzare le prestazioni di produzione, l'uso di energia e l'affidabilità.

L'accesso a queste intuizioni tramite dashboard consente ai produttori di controllare meglio e migliorare continuamente le loro operazioni e, in definitiva, la loro produzione.

Concorrenza di mercato

Tra la carenza di manodopera e i problemi della catena di approvvigionamento, non è mai stato più impegnativo per le aziende mantenere un vantaggio competitivo. Inoltre, la trasformazione digitale della produzione di produzione industriale e delle tecnologie avanzate ha permesso alle aziende che investono in esse per ottimizzare significativamente le loro operazioni.

C'è una maggiore necessità che mai di rimanere agili quando rispondono alle mutevoli esigenze del mercato e soddisfano in modo affidabile la domanda dei clienti per rimanere all'avanguardia del mercato. I produttori devono ridurre al minimo i tempi di inattività della macchina e massimizzare la produzione e l'integrazione di soluzioni di automazione ibrida collegata può aiutare a migliorare l'affidabilità delle macchine e il tempo di attività.

Per ottimizzare il consumo di energia, migliorare le operazioni e stare avanti nelle loro industrie, le aziende sono alla ricerca di un pacchetto completo di controllo del movimento. I principali fornitori di tecnologia lo comprendono e hanno sviluppato una serie di soluzioni avanzate e integrate che combinano unità service, motori e attuatori elettrici, nonché pneumatici.

Gli OEM hanno una significativa opportunità di incorporare sistemi di automazione ibrida nei progetti di macchine che si allineano meglio e affrontano le maggiori esigenze e preoccupazioni dei loro clienti.

Automazione e design della macchina contemporanea

Un modo in cui le aziende stanno superando le sfide e l'aumento della produzione è integrare macchine più piccole e più sofisticate nelle loro linee di produzione. Le impronte più piccole consentono a più macchine di adattarsi allo stesso spazio di produzione e la tecnologia avanzata di controllo del movimento può consentire di automatizzare le attività di precisione più elevata dall'assemblaggio all'ispezione finale del prodotto.

I produttori stanno anche cercando una tecnologia di controllo del movimento con: migliore precisione per prevenire i rifiuti; tempi di ciclo più brevi per aumentare la produzione; e una maggiore flessibilità di posizione per consentire agli operatori di cambiare i programmi della macchina alla spinta di un pulsante. L'uso di macchine con queste caratteristiche può comportare una produzione più elevata in meno tempo, migliorare la sostenibilità e ridurre i costi.

Come selezionare il controllo del movimento pneumatico, elettrico o ibrido

Ci sono molte offerte di controllo del movimento disponibili e potrebbe essere confuso sapere come scegliere tra loro. Quando gli OEM usano Electric, quando usano Pneumatic e quando usano entrambi?

Ci sono molti fattori e preoccupazioni da considerare quando si selezionano soluzioni di movimento:

1. Soddisfano le prestazioni, la flessibilità e i requisiti di accuratezza dell'applicazione?
2. Quali sono i costi operativi iniziali e continui di manutenzione?
3. In che modo influenzano l'efficienza energetica della macchina?
4. In che modo i prodotti di movimento si integreranno con altri dispositivi?
5. Possono raccogliere dati e analizzare la salute dei dispositivi?
6. Renderanno più facile e più veloce la progettazione di una macchina?
7. Qual è la curva di apprendimento per le nuove tecnologie?

Il controllo del movimento pneumatico ed elettrico ha ciascuno distinti vantaggi, a seconda delle esigenze di un'applicazione e un'applicazione può beneficiare di entrambi o entrambi. Per alcune applicazioni, è abbastanza chiaro qual è la soluzione migliore. Per un semplice meccanismo per spingere le scatole da un trasportatore, un cilindro pneumatico ha più senso. Tuttavia, se queste scatole devono essere ordinate su diverse linee o posizioni sul trasportatore, è richiesto un attuatore elettrico con multiposi.

In applicazioni più complesse, la scelta potrebbe non essere chiara. Questo è un segno che le applicazioni potrebbero ricevere il massimo beneficio dall'uso di entrambi. I cilindri elettromeccanici possono utilizzare l'aria compressa tramite un connettore pneumatico per la sigillatura dell'aria nelle applicazioni di riempimento. Nei sistemi di assemblaggio, un sistema multi-asse lineare elettrico può utilizzare una pneumatica. E un asse lineare elettrico che opera in direzione verticale può utilizzare un cilindro pneumatico per la compensazione del peso.

L'automazione di Cross-Technology consente agli OEM di sfruttare i punti di forza complementari della tecnologia di controllo del movimento pneumatico ed elettrico nella stessa applicazione e trasmettere i vantaggi ai propri clienti.

Diamo un'occhiata ai punti di forza di ogni tecnologia per capire meglio come possono lavorare insieme:

Controllo del movimento pneumatico

Il movimento pneumatico si ottiene utilizzando un gas compresso per agire fisicamente su un meccanismo per produrre il movimento richiesto. Le soluzioni pneumatiche hanno dimostrato di fornire un funzionamento robusto per hardware, progettazione e installazione e di solito ci sono meno componenti per cambiare o sostituire quando si aggiornano un sistema pneumatico rispetto a un servomo.

L'esempio più familiare di controllo del movimento pneumatico è un cilindro con pistone interno, che produce movimento lineare. Questo può essere il motivo per cui la pneumatica è spesso considerata una tecnologia di movimento discreta, buona solo per estendere o ritirare completamente un meccanismo.

Tuttavia, l'innovazione continua guidata dai fornitori di tecnologie di controllo del movimento ha ampliato ciò che è possibile. Ad esempio, è possibile ottenere un movimento di rotazione continuo utilizzando attuatori di giri.

I sensori e i controlli del flusso sono inoltre disponibili per monitorare e ottimizzare il funzionamento, mentre il controllo differenziale della pressione consente alle apparecchiature di ottenere un posizionamento pneumatico continuo. Utilizzando valvole di solenoide on/off relativamente piccole o valvole di posizionamento modulanti, viene applicata una pressione controllata rispetto a una contropressione costante.

Gli operatori possono controllare la posizione manualmente utilizzando pulsanti e switch o utilizzando automaticamente un controller logico programmabile (PLC) o un controller ad anello.

Controllo del movimento elettrico

Gli attuatori elettrici combinati con i servi motori sono noti per alta velocità, precisione e efficienza individuali e ottengono il movimento convertendo l'elettricità in movimento rotazionale o lineare. Questi sistemi a circuito chiuso includono in genere componenti più complessi, come un controllore di movimento, un servomole, il motore e il sensore di feedback e le pratiche di progettazione rispetto alle soluzioni pneumatiche di movimento.

Ogni servomotore è associato a un'unità che segue segnali comandati che forniscono la funzione desiderata e possono fornire posizionamento accurato, velocità angolari precise e profili di accelerazione variabile. Con tale intervallo, i sistemi servi possono fornire un controllo del movimento posizionale per varie applicazioni, da un braccio robot ai trasportatori in continua rotazione.

Poiché le unità di servo e i controller sono dispositivi a microprocessore, hanno un livello elevato e innato di funzionalità di bordo e possono offrire direttamente funzionalità diagnostiche e remote di registrazione dei dati per dashboard.

La connessione dei PLC e di altri controller ai sistemi di movimento servo può aiutare gli OEM a realizzare un controllo e una sincronizzazione ancora più avanzati. Le funzioni specializzate includono un posizionamento altamente accurato con ripetibilità sotto micron, cammia elettronica e ingranaggi elettronici e possono beneficiare delle applicazioni più complesse, come la lavorazione, la robotica e le apparecchiature di produzione.

Ad esempio, una linea di imballaggio può aggiornare dai dischi di camma meccanica a un sistema di movimento servo con dischi di camma elettrica. Mentre la modifica del formato utilizzando dischi meccanici è complesso, richiede tempo e soggetto a errori, la conversione della macchina utilizzando i dischi a camma elettrica avviene al tocco di un pulsante. Ciò consente di risparmiare tempo, migliorare l'accuratezza, ridurre al minimo i rottami e riduce i costi.

Controllo del movimento ibrido

Un sistema di automazione ibrida elettropneumatica può aiutare i produttori ad applicare le tecnologie appropriate per ciascuna funzione specifica. Quando la sostenibilità, la flessibilità della posizione, la precisione, la stabilità, il funzionamento silenzioso, la connettività e il monitoraggio sono la maggior parte, il movimento elettrico ha grandi vantaggi. Quando le applicazioni hanno limiti di spazio, richiedono un funzionamento robusto o richiedono una progettazione rapida, l'installazione e la messa in servizio, il controllo del movimento pneumatico è la scelta migliore.

Le linee di produzione nella maggior parte degli impianti di produzione includono vari tipi di attrezzature OEM, con il prodotto che si muove tra macchine lungo il trasporto e i trasportatori di accumulo. Queste linee offrono molte opportunità per integrare il movimento lineare sia pneumatico che elettrico.

Ad esempio, una tipica linea di produzione di imballaggi per bevande include le seguenti funzioni: bottiglie di stampaggio di soffiaggio, bottiglie di riempimento e tappo, trasmettere e accumulare, etichettare bottiglie, ispezionare il riempimento ed etichetta, etichettare le bottiglie in custodie e pallettizzare e rimpicciolire le custodie. Allungare la modanatura del soffiaggio, le scatole pieghevoli e l'applicazione della colla tutti beneficiano del movimento pneumatico, mentre trasmettono e posizionano bottiglie all'interno di riempimento e attrezzature per l'etichettatura beneficia del movimento del servo.

I trasporti di trasporto semplici e i sistemi di pallettizzazione beneficiano di entrambe le forme di movimento: i trasportatori possono essere guidati dai motori elettrici e le fermate e le porte del prodotto possono funzionare utilizzando l'attuazione pneumatica. La gestione delle custodie sfuse può essere ottenuta con pneumatica, mentre l'interpolazione e le regolazioni della posizione fine possono essere controllate utilizzando il servo movimento.

Vantaggi dei sistemi di automazione ibridi

I principali fornitori di tecnologie di controllo del movimento offrono ora pacchetti integrati, a tutta soluzione che includono controllo di movimento elettrico, pneumatico o ibrido. Queste soluzioni complete presentano dispositivi intelligenti a livello di campo, controllo del movimento, controllo delle macchine e analisi.

Le opzioni pneumatiche coinvolgono un cilindro pneumatico, un sistema di valvole, un controller, un'analisi e un cruscotto tramite gateway, mentre l'elettrica include un attuatore lineare elettrico, un motore servo e un trasmissione, un controller e un cruscotto tramite gateway. Mentre entrambe le tecnologie offrono dashboard, i dati sono disponibili direttamente dal servo azionamento e i sistemi pneumatici richiedono l'aggiunta di sensori.

Soluzioni complete e integrate come questa hanno molti vantaggi sia per gli OEM che per i loro clienti. Dal momento che sono già progettati e assemblati, i sistemi di automazione ibridi possono semplificare gli appalti, lo sviluppo e la messa in servizio. Altrimenti, gli OEM devono procurarsi componenti separatamente e abbinarli e progettarli da soli. Questo non solo richiede più tempo e aggiunge complessità alla catena di approvvigionamento, ma può introdurre problemi di dimensionamento.

I sistemi di automazione ibridi offrono anche flessibilità che consente agli OEM di progettare macchine in grado di produrre una serie di tipi di prodotto, ridurre al minimo il tempo di cambio e soddisfare i requisiti di modifica nel corso del tempo. Poiché molte aziende affrontano la costante pressione per aumentare la produttività riducendo i costi operativi, ciò può abbreviare le corse di produzione, aumentare l'utilizzo della macchina ed estendere la durata delle attrezzature.

Con la riconfigurazione elettronica del controllo del movimento, gli operatori possono cambiare i profili di movimento al volo e alcuni sistemi offrono un design a prova di futuro e sono dotati di funzionalità che possono essere implementate ora o in generazioni future di macchine. Per offrire ai clienti il ​​massimo livello di flessibilità, cerca sistemi con attuatori elettrici estremamente versatili che coprono una vasta gamma di requisiti di applicazione.

Oltre a rimanere competitivi, i sistemi di automazione ibrida possono migliorare la sostenibilità del produttore. Questi sistemi possono fornire una migliore efficienza della macchina e ridurre i rottami, il che a sua volta riduce il consumo e i costi delle risorse. L'efficienza energetica può consentire di raggiungere meglio gli obiettivi di sostenibilità, mentre i risparmi sui costi possono ridurre il costo totale di proprietà. Per una maggiore ripetibilità e uniformità, è importante cercare un sistema con movimento lineare elettrico che fornisce i più alti livelli di affidabilità e accuratezza.

Maggiore flessibilità, efficienza e prestazioni

Gli OEM possono determinare se un sistema di automazione ibrida andrà a beneficio di un'applicazione valutando i principali fattori dell'applicazione, tra cui:

1. Consumo di energia,
2. Costi operativi,
3. Flessibilità di posizione,
4. Precisione,
5. Vibrazione e rumore,
6. Cap-ex,
7. Connettività,
8. Dimensione,
9. Installazione e
10. Tempo di commissionamento e durata.

Per selezionare le soluzioni più appropriate che raggiungono i risultati desiderati, è fondamentale lavorare con un partner di controllo del movimento e una trasformazione digitale esperti con un portafoglio completo di tecnologie e opzioni di dimensionamento. Un partner come questo può aiutare le soluzioni di commissione OEMS e offrire supporto a lungo termine.

Con i sistemi di automazione ibridi, le aziende non devono scegliere tra prestazioni, flessibilità, sostenibilità, connettività e costi. Possono avere tutto: precisa, potente movimento lineare, flessibilità per soddisfare i mutevoli requisiti di produzione, dati e approfondimenti per massimizzare la produzione, il consumo di energia ottimizzato e il minor costo totale di proprietà.