מערכות בקרת תנועה שצורכות פחות אנרגיה ויכולות להיות מופעלות על ידי משאבים מתחדשים הן המפתח לציוד חסכוני באנרגיה והן חלק מאסטרטגיה ארגונית בת קיימא.

טרנספורמציה דיגיטלית

היצרנים של היום מקיימים אינטראקציה עם אוטומציה דיגיטלית וממשקי משתמש מפורטים בחיי היומיום שלהם ומצפים לאותה יכולת דיגיטלית ממערכות תעשייתיות. כאשר חברות משנות את פעילותן באופן דיגיטלי, הן רואות יתרונות אמיתיים ואמינים.

חיישנים משובצים במכשירים עוקבים ברציפות אחר טמפרטורה, מיקום, עומס ובלאי בזמן אמת. ניטור, תצורה ואבחון אוטומטיים ונתוני תהליכים שנאספו המוצגים במרכזי המחוונים מעניקים למפעילים את התובנה הדרושה להם כדי לקבל החלטות בטוחות ומושכלות. מערכות בקרת תנועה מחוברות מאפשרות למפעילים לנתח את ביצועי הייצור, צריכת האנרגיה והאמינות.

גישה לתובנות אלו דרך לוחות מחוונים מעצימה ליצרנים לשלוט טוב יותר ולשפר באופן מתמיד את הפעולות שלהם, ובסופו של דבר, את הייצור שלהם.

תחרות בשוק

בין מחסור בעבודה ובעיות שרשרת האספקה, מעולם לא היה מאתגר יותר עבור חברות לשמור על יתרון תחרותי. בנוסף, הטרנספורמציה הדיגיטלית של הייצור התעשייתי והטכנולוגיות המתקדמות המניעות אותו אפשרו לחברות המשקיעות בהן לייעל משמעותית את פעילותן.

יש צורך גדול מתמיד להישאר זריזים כאשר מגיבים לצרכי השוק המשתנים ולענות באופן מהימן על דרישת הלקוחות כדי להישאר בקצה המוביל של השוק. היצרנים חייבים למזער את זמן ההשבתה של המכונה ולמקסם את הייצור, ושילוב פתרונות אוטומציה היברידיים מחוברים יכולים לעזור לשפר את אמינות המכונה ואת זמני הפעולה.

כדי לייעל את השימוש באנרגיה, לשפר את התפעול ולהישאר קדימה בתעשיות שלהן, חברות מחפשות חבילת בקרת תנועה מלאה. ספקי טכנולוגיה מובילים מבינים זאת ופיתחו מגוון פתרונות מתקדמים ומשולבים המשלבים כונני סרוו, מנועים ומפעילים חשמליים, כמו גם פנאומטיקה.

ליצרני ציוד מקורי יש הזדמנות משמעותית לשלב מערכות אוטומציה היברידיות בעיצובי מכונות שמתיישרים טוב יותר עם הצרכים והדאגות הגדולים ביותר של הלקוחות שלהם ומתן מענה אליהם.

אוטומציה ועיצוב מכונות עכשווי

אחת הדרכים שבהן חברות מתגברות על אתגרים ומגדילות את הייצור היא באמצעות שילוב מכונות קטנות ומתוחכמות יותר בקווי הייצור שלהן. טביעות רגל קטנות יותר מאפשרות ליותר מכונות להשתלב באותו חלל ייצור, וטכנולוגיית בקרת תנועה מתקדמת יכולה לאפשר לבצע אוטומציה של משימות ברמת דיוק גבוהה יותר מהרכבה ועד בדיקת המוצר הסופית.

יצרנים מחפשים גם טכנולוגיית בקרת תנועה עם: דיוק טוב יותר למניעת בזבוז; זמני מחזור קצרים יותר להגדלת התפוקה; וגמישות מיקום גדולה יותר כדי לאפשר למפעילים לשנות תוכניות מכונה בלחיצת כפתור. שימוש במכונות עם תכונות אלו יכול להביא לייצור גבוה יותר בפחות זמן, לשפר את הקיימות ולהפחית עלויות.

כיצד לבחור בקרת תנועה פניאומטית, חשמלית או היברידית

ישנן הצעות בקרת תנועה רבות זמינות, וזה עשוי להיות מבלבל לדעת איך לבחור ביניהן. מתי יצרני OEM משתמשים בחשמל, מתי הם משתמשים בפנאומטי ומתי הם משתמשים בשניהם?

ישנם גורמים וחששות רבים שיש לקחת בחשבון בעת ​​בחירת פתרונות תנועה:

1. האם הם עומדים בדרישות הביצועים, הגמישות והדיוק של האפליקציה?
2. מהן עלויות תפעול ראשוניות והמשך תחזוקה?
3. כיצד הם משפיעים על יעילות האנרגיה של המכונה?
4. כיצד מוצרי תנועה ישתלבו עם מכשירים אחרים?
5. האם הם יכולים לאסוף נתונים ולנתח את תקינות המכשיר?
6. האם הם יקלו ומהיר יותר לתכנן מכונה?
7. מהי עקומת הלמידה של טכנולוגיה חדשה?

בקרת תנועה פניאומטית וחשמלית לכל אחד מהם יתרונות ברורים, בהתאם לצרכי היישום, ויישום עשוי להפיק תועלת מאחד או שניהם. עבור יישומים מסוימים, די ברור מה ההתאמה הטובה ביותר. עבור מנגנון פשוט לדחוף קופסאות ממסוע, צילינדר פנאומטי הגיוני ביותר. עם זאת, אם יש למיין את הקופסאות הללו לקווים או למיקומים שונים על המסוע, נדרש מפעיל חשמלי עם ריבוי עמדות.

ביישומים מורכבים יותר, הבחירה עלולה להיות לא ברורה. זהו סימן אחד לכך שיישומים עשויים לקבל את התועלת הגדולה ביותר משימוש בשניהם. צילינדרים אלקטרומכניים יכולים להשתמש באוויר דחוס באמצעות מחבר פנאומטי לאיטום אוויר ביישומי מילוי. במערכות הרכבה, מערכת ליניארית מרובת צירים חשמלית יכולה להשתמש בגריפר פנאומטי. וציר ליניארי חשמלי הפועל בכיוון אנכי יכול להשתמש בצילינדר פנאומטי לפיצוי משקל.

אוטומציה צולבת טכנולוגית מאפשרת ליצרני ציוד מקורי לרתום את החוזקות המשלימות של טכנולוגיית בקרת התנועה הפנאומטית והחשמלית באותו יישום ולהעביר את היתרונות ללקוחותיהם.

בואו נסתכל על החוזקות של כל טכנולוגיה כדי להבין טוב יותר כיצד הם יכולים לעבוד יחד:

בקרת תנועה פניאומטית

תנועה פניאומטית מושגת על ידי שימוש בגז דחוס כדי לפעול פיזית על מנגנון להפקת התנועה הנדרשת. פתרונות פניאומטיים מוכחים כמספקים פעולה חזקה עבור חומרה, תכנון והתקנה, ובדרך כלל יש פחות רכיבים לשינוי או החלפה בעת שדרוג מערכת פניאומטית בהשוואה למערכת סרוו.

הדוגמה המוכרת ביותר לבקרת תנועה פנאומטית היא צילינדר עם בוכנה פנימית, המייצר תנועה ליניארית. ייתכן שזאת הסיבה לכך שפנאומטיקה נחשבת לעתים קרובות לטכנולוגיית תנועה בדידה, טובה רק להארכה או משיכה מלאה של מנגנון.

עם זאת, חדשנות מתמשכת המונעת על ידי ספקי טכנולוגיות בקרת תנועה הרחיבה את האפשרי. לדוגמה, ניתן להשיג תנועה סיבובית רציפה באמצעות מפעילי רבע סיבוב.

חיישנים ובקרות זרימה זמינים גם לניטור ואופטימיזציה של הפעולה, בעוד בקרת לחץ דיפרנציאלית מאפשרת לציוד להשיג מיקום פניאומטי רציף. באמצעות שסתומי סולנואיד אלקטרופניאומטיים קטנים יחסית או שסתומי מיקום מווסתים, מופעל לחץ מבוקר כנגד לחץ חוזר קבוע.

מפעילים יכולים לשלוט במיקום באופן ידני באמצעות לחצנים ומתגים או אוטומטית באמצעות בקר לוגי ניתן לתכנות (PLC) או בקר לולאה.

בקרת תנועה חשמלית

מפעילים חשמליים בשילוב מנועי סרוו ידועים במהירות גבוהה, דיוק ויעילות מדויקים ומשיגים תנועה על ידי המרת חשמל לתנועה סיבובית או לינארית. מערכות אלו בלולאה סגורה כוללות בדרך כלל רכיבים מורכבים יותר, כגון בקר תנועה, כונן סרוו, מנוע וחיישן משוב ושיטות עיצוב מאשר פתרונות תנועה פניאומטיים.

כל מנוע סרוו משויך לכונן אחד העוקב אחר אותות פקודה המספקים את הפונקציה הרצויה ויכול לספק מיקום מדויק, מהירויות זוויתיות מדויקות ופרופילי תאוצה משתנים. עם טווח כזה, מערכות סרוו יכולות לספק בקרת תנועה מיקום עבור יישומים שונים, החל מזרוע רובוט ועד מסועים מסתובבים ברציפות.

מכיוון שכונני סרוו ובקרים הם התקני מיקרו-מעבד, יש להם רמה גבוהה ומולדת של פונקציונליות מובנית והם יכולים להציע ישירות תכונות אבחון ורישום נתונים מקומיות ומרוחקות עבור לוחות מחוונים.

החיבור של PLCs ובקרים אחרים למערכות תנועה סרוו יכול לעזור ליצרני OEM להשיג בקרת תנועה וסנכרון מתקדמים עוד יותר. פונקציות מיוחדות כוללות מיקום מדויק ביותר עם יכולת חוזרת של תת-מיקרון, זימה אלקטרונית וגיר אלקטרוני ויכולות להועיל ליישומים המורכבים ביותר, כגון עיבוד שבבי, רובוטיקה וציוד ייצור.

לדוגמה, קו אריזה יכול לשדרג מדיסקיות פקה מכניות למערכת תנועה סרוו עם דיסקיות פקה חשמליות. בעוד ששינוי הפורמט באמצעות דיסקים מכניים הוא מורכב, גוזל זמן ונתון לטעויות, המרת מכונה באמצעות דיסקים מצלמים חשמליים מתרחשת בלחיצת כפתור. זה חוסך זמן, משפר את הדיוק, ממזער גרוטאות ומפחית עלויות.

בקרת תנועה היברידית

מערכת אוטומציה היברידית אלקטרופניאומטית יכולה לעזור ליצרנים ליישם את הטכנולוגיות המתאימות לכל פונקציה ספציפית. כאשר חשובים ביותר קיימות, גמישות מיקום, דיוק, יציבות, פעולה שקטה, קישוריות וניטור, לתנועה חשמלית יתרונות גדולים. כאשר ליישומים יש מגבלות מקום, דורשים פעולה חזקה או דורשים תכנון מהיר, התקנה והפעלה, בקרת תנועה פניאומטית היא הבחירה הטובה ביותר.

קווי הייצור ברוב מתקני הייצור כוללים סוגים שונים של ציוד OEM, כאשר המוצר נע בין מכונות לאורך מסועי הובלה וצבירה. קווים אלה מציעים הזדמנויות רבות לשילוב תנועה ליניארית פנאומטית וחשמלית.

לדוגמא, קו ייצור טיפוסי של אריזות משקה כולל את הפונקציות הבאות: מתיחה של בקבוקי יציקת מכה, מילוי ובקבוקי מכסה, שינוע ואגירה, תווית בקבוקים, בדיקת מילוי ותווית, אריזת בקבוקים למארזים, אריזה משטחים וכיווץ-עטיפה. יציקת מכה מתיחה, קיפול קופסאות ומריחת דבק כולם נהנים מתנועה פניאומטית, בעוד ששינוע ומיקום בקבוקים בתוך ציוד המילוי והתיוג מועילים מתנועת סרוו.

מסועי הובלה פשוטים ומערכות משטחים נהנים משתי צורות התנועה: מסועים יכולים להיות מונעים על ידי מנועים חשמליים, ועצירות ושערים למוצר יכולים לפעול באמצעות הפעלה פניאומטית. ניתן להשיג טיפול בתיקים בתפזורת באמצעות פנאומטיקה, בעוד שאינטרפולציה והתאמות מיקום עדינות עשויות להיות נשלטות באמצעות תנועת סרוו.

היתרונות של מערכות אוטומציה היברידיות

ספקי טכנולוגיות בקרת תנועה מובילים מציעים כעת חבילות משולבות בפתרון מלא הכוללות בקרת תנועה חשמלית, פניאומטית או היברידית. פתרונות מקיפים אלה כוללים מכשירים חכמים ברמת השטח, בקרת תנועה, בקרת מכונה וניתוח.

אפשרויות פנאומטיות כוללות צילינדר פנאומטי, מערכת שסתומים, בקר, אנליטיקה ולוח מחוונים באמצעות שער, בעוד שהחשמל כולל מפעיל ליניארי חשמלי, מנוע סרוו והנע, בקר ולוח מחוונים באמצעות שער. בעוד ששתי הטכנולוגיות מציעות לוחות מחוונים, הנתונים זמינים ישירות מהכונן הסרוו ומערכות פניאומטיות דורשות תוספת של חיישנים.

לפתרונות מלאים ומשולבים כמו זה יש יתרונות רבים הן עבור יצרני OEM והן עבור לקוחותיהם. מכיוון שהם כבר מהונדסים והורכבו, מערכות אוטומציה היברידיות יכולות לייעל את הרכש, הפיתוח וההפעלה. אחרת, יצרני OEM חייבים לספק רכיבים בנפרד ולהתאים ולהנדס אותם בעצמם. לא רק שזה לוקח יותר זמן ומוסיף מורכבות לשרשרת האספקה, זה יכול להכניס בעיות גודל.

מערכות אוטומציה היברידיות מציעות גם גמישות המאפשרת ליצרני OEM לתכנן מכונות שיכולות לייצר מגוון סוגי מוצרים, למזער את זמן ההחלפה ולעמוד בדרישות המשתנות לאורך זמן. מכיוון שחברות רבות מתמודדות עם לחץ מתמשך להגדיל את התפוקה תוך הפחתת עלויות התפעול, הדבר יכול לקצר את ריצות הייצור, להגדיל את ניצול המכונות ולהאריך את חיי הציוד.

עם תצורה מחדש אלקטרונית של בקרת תנועה, מפעילים יכולים לשנות פרופילי תנועה תוך כדי תנועה, ומערכות מסוימות מציעות עיצוב מוגן עתיד ומצוידות בתכונות שניתן ליישם כעת או בדורות הבאים של מכונות. כדי להציע ללקוחות את רמת הגמישות הגבוהה ביותר, חפש מערכות עם מפעילים חשמליים מגוונים במיוחד המכסים מגוון רחב של דרישות יישומים.

בנוסף לשמירה על תחרותיות, מערכות אוטומציה היברידיות יכולות לשפר את קיימות היצרן. מערכות אלו יכולות לספק יעילות טובה יותר של המכונה ולהפחית גרוטאות, מה שבתורו מוריד את צריכת המשאבים והעלויות. יעילות אנרגטית יכולה לאפשר להגיע טוב יותר ביעדי קיימות, בעוד חיסכון בעלויות יכול להפחית את עלות הבעלות הכוללת. לחזרה ואחידות רבה יותר, חשוב לחפש מערכת עם תנועה ליניארית חשמלית המספקת את הרמות הגבוהות ביותר של אמינות ודיוק.

גמישות, יעילות וביצועים גדולים יותר

יצרני OEM יכולים לקבוע אם מערכת אוטומציה היברידית תועיל לאפליקציה על ידי הערכת גורמי יישום מרכזיים, כולל:

1. צריכת אנרגיה,
2. עלויות תפעול,
3. גמישות במיקום,
4. דיוק,
5. רטט ורעש,
6. CAP-EX,
7. קישוריות,
8. גודל,
9. התקנה ו
10. זמן ביצוע ועמידות.

כדי לבחור את הפתרונות המתאימים ביותר שישיגו את התוצאות הרצויות, חיוני לעבוד עם שותף מומחה לבקרת תנועה ולטרנספורמציה דיגיטלית עם פורטפוליו מקיף של טכנולוגיות ואפשרויות גודל. שותף כזה יכול לעזור ליצרני ציוד מקורי למלא פתרונות ולהציע תמיכה ארוכת טווח.

עם מערכות אוטומציה היברידיות, חברות לא צריכות לבחור בין ביצועים, גמישות, קיימות, קישוריות ועלות. הם יכולים לקבל הכל - תנועה ליניארית מדויקת ועוצמתית, הגמישות לעמוד בדרישות הייצור המשתנות, נתונים ותובנות כדי למקסם את הייצור, צריכת אנרגיה מיטבית והורדת עלות הבעלות הכוללת.