מערכות בקרת תנועה המשתמשות בפחות אנרגיה ויכולות להיות מופעלות על ידי משאבים מתחדשים הן המפתח לציוד יעיל באנרגיה והן חלק מאסטרטגיה ארגונית בת קיימא.

טרנספורמציה דיגיטלית

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

חיישנים משובצים במכשירים עוקבים ברציפות אחר טמפרטורה, מיקום, עומס ובלאי בזמן אמת. ניטור, תצורה אוטומטית ואבחון ונתוני תהליכים שנאספו המוצגים בלוחות מחוונים נותנים למפעילים את התובנה הדרושה להם כדי לקבל החלטות בוטחות ומושכלת. מערכות בקרת תנועה מחוברות מאפשרות למפעילים לנתח את ביצועי הייצור, השימוש באנרגיה ואמינות.

גישה לתובנות אלה באמצעות לוחות מחוונים מאמינה ליצרנים לשלוט טוב יותר ולשפר ללא הרף את פעילותם ובסופו של דבר, את ייצורם.

תחרות שוק

בין מחסור בעבודה לבעיות שרשרת האספקה, מעולם לא היה מאתגר יותר עבור חברות לשמור על יתרון תחרותי. בנוסף, הטרנספורמציה הדיגיטלית של ייצור תעשייתי וטכנולוגיות מתקדמות המניעות אותה אפשרו לחברות שמשקיעות בהן לייעל באופן משמעותי את פעילותן באופן משמעותי.

יש צורך גדול מתמיד להישאר זריז כאשר מגיבים לצרכי השוק המשתנים ועונים באופן אמין את הביקוש של הלקוחות כדי להישאר בקצה המוביל של השוק. על היצרנים למזער את השבתה של המכונה ולמקסם את הייצור, ושילוב פתרונות אוטומציה היברידית מחוברת יכולים לעזור בשיפור אמינות המכונה ואת זמן ההפעלה.

כדי לייעל את השימוש באנרגיה, לשפר את הפעילות ולהישאר קדימה בענפים שלהן, חברות מחפשות חבילה שלמה בקרת תנועה. ספקי טכנולוגיה מובילים מבינים זאת ופיתחו מגוון של פתרונות משולבים מתקדמים ומשולבים המשלבים כונני סרוו, מנועים ומפעילים חשמליים, כמו גם פנאומטיקה.

ל- OEMS יש הזדמנות משמעותית לשלב מערכות אוטומציה היברידיות בעיצובים של מכונות המתאימות טוב יותר עם הצרכים והדאגות הגדולות ביותר של הלקוחות שלהם.

אוטומציה ועיצוב מכונות עכשוויות

אחת הדרכים בהן חברות מתגברות על אתגרים והגברת הייצור היא על ידי שילוב מכונות קטנות ומתוחכמות יותר בקווי הייצור שלהן. טביעות רגל קטנות יותר מאפשרות ליותר מכונות להתאים לאותו מרחב ייצור, וטכנולוגיית בקרת תנועה מתקדמת יכולה לאפשר אוטומציה של משימות דיוק גבוהות יותר מההרכבה לבדיקת מוצרים סופית.

היצרנים מחפשים גם טכנולוגיית בקרת תנועה באמצעות: דיוק טוב יותר למניעת פסולת; זמני מחזור קצרים יותר כדי להגדיל את התפוקה; וגמישות עמדות רבה יותר לאפשר למפעילים לשנות תוכניות מכונה בלחיצת כפתור. שימוש במכונות עם תכונות אלה יכול לגרום לייצור גבוה יותר בפחות זמן, לשפר את הקיימות ולהפחית עלויות.

כיצד לבחור בקרת תנועה פנאומטית, חשמלית או היברידית

ישנן הצעות רבות לבקרת תנועה, וייתכן שזה מבלבל לדעת לבחור ביניהם. מתי יצרני יצרן יצרני יצרן יצרני יצרן יצרני יצרן יצרני יצרני יצרן יצרניים, מתי הם משתמשים בפנאומטי ומתי הם משתמשים בשניהם?

ישנם גורמים ודאגות רבות שיש לקחת בחשבון בבחירת פתרונות תנועה:

1. האם הם עומדים בדרישות הביצועים, הגמישות והדיוק של היישום?
2. מהם עלויות התחזוקה הראשוניות והמשכתיות?
3. כיצד הם משפיעים על יעילות האנרגיה של המכונה?
4. כיצד ישתלבו מוצרי תנועה במכשירים אחרים?
5. האם הם יכולים לאסוף נתונים ולנתח את בריאות המכשירים?
6. האם הם יקלו ומהירים יותר לעצב מכונה?
7. מה עקומת הלמידה לטכנולוגיה חדשה?

לבקרת תנועה פנאומטית וחשמלית כל אחד מהם יתרונות ברורים, תלוי בצרכי היישום, ויישום עשוי להפיק תועלת משני או שניהם. עבור יישומים מסוימים, די ברור מה הכי מתאים. לקבלת מנגנון פשוט לדחוף קופסאות ממסוע, צילינדר פנאומטי הגיוני ביותר. עם זאת, אם יש למיין תיבות אלה לקווים או עמדות שונות על המסוע, יש צורך במפעיל חשמלי עם רב עמדות.

ביישומים מורכבים יותר, הבחירה עשויה להיות לא ברורה. זהו סימן אחד לכך שבקשות עשויות לקבל את התועלת הגדולה ביותר משימוש בשניהם. צילינדרים אלקטרומכניים יכולים להשתמש באוויר דחוס באמצעות מחבר פנאומטי לאיטום אוויר ביישומי מילוי. במערכות הרכבה, מערכת ריבוי ציר לינארית חשמלית יכולה להשתמש באחיזה פנאומטית. וציר ליניארי חשמלי הפועל בכיוון אנכי יכול להשתמש בצילינדר פנאומטי לפיצוי משקל.

Cross-technology automation allows OEMs to harness the complementary strengths of both pneumatic and electric motion control technology in the same application and pass the benefits on to their customers.

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

בקרת תנועה פנאומטית

תנועה פנאומטית מושגת על ידי שימוש בגז דחוס כדי לפעול פיזית על מנגנון לייצור התנועה הנדרשת. הוכח כי פתרונות פנאומטיים מספקים פעולה איתנה לחומרה, תכנון והתקנה, ולרוב ישנם פחות רכיבים לשינוי או להחליף בעת שדרוג מערכת פנאומטית בהשוואה למערכת סרוו.

הדוגמה המוכרת ביותר לבקרת תנועה פנאומטית היא צילינדר עם בוכנה פנימית, המייצרת תנועה לינארית. זו יכולה להיות הסיבה שדלקת ריאות נחשבת לרוב לטכנולוגיית תנועה נפרדת, טובה רק להרחבה או חוזרת במנגנון באופן מלא.

עם זאת, חדשנות רציפה המונעת על ידי ספקי טכנולוגיית בקרת תנועה הרחיבה את האפשר. לדוגמה, ניתן להשיג תנועה סיבובית רציפה באמצעות מפעילים רבע-פונה.

חיישנים ובקרות זרימה זמינים גם כדי לפקח ומיטב אופטימיזציה של הפעולה, ואילו בקרת לחץ דיפרנציאלית מאפשרת לציוד להשיג מיקום פנאומטי רציף. בעזרת שסתומי סולנואידים אלקטרופנאומטיים קטנים יחסית או כיבוי או שסתומי מיקום, לחץ מבוקר מוחל על לחץ גב קבוע.

מפעילים יכולים לשלוט על מיקום באופן ידני באמצעות כפתורים ומתגים או אוטומטית באמצעות בקר לוגיקה הניתן לתכנות (PLC) או בקר לולאה.

בקרת תנועה חשמלית

מפעילי חשמל בשילוב עם מנועי סרוו ידועים במהירות גבוהה, דיוק ויעילות של הצמדת ויעילות ומשיגים תנועה על ידי המרת חשמל לתנועה סיבובית או ליניארית. מערכות לולאה סגורות אלה כוללות בדרך כלל רכיבים מורכבים יותר, כמו בקר תנועה, כונן סרוו, חיישן מנוע ומשוב ושיטות תכנון מאשר פתרונות תנועה פנאומטיים.

כל מנוע סרוו משויך לכונן אחד העוקב אחר אותות פיקוד המספקים את הפונקציה הרצויה ויכולים לספק מיקום מדויק, מהירות זוויתית מדויקת ופרופילי תאוצה משתנים. עם טווח כזה, מערכות סרוו יכולות לספק בקרת תנועה מיקום ליישומים שונים, החל מזרוע רובוט ועד מסועי מסתובבים ברציפות.

מכיוון שכונני סרוו ובקרים הם מכשירי מעבד מיקרו, יש להם רמה גבוהה ומולדת של פונקציונליות על גבי הלוח ויכולים להציע ישירות תכונות אבחון ורישום נתונים מקומיות ומרוחקות עבור לוחות מחוונים.

חיבור PLCs ובקרים אחרים למערכות תנועת סרוו יכול לעזור למחצבי יצרן יצרני ציוד מקורי להשיג עוד יותר בקרת תנועה וסנכרון מתקדמים עוד יותר. פונקציות מיוחדות כוללות מיקום מדויק ביותר עם יכולת החזרה של תת-מיקרון, CAMMing אלקטרונית והילוכים אלקטרוניים ויכולים להועיל ליישומים המורכבים ביותר, כגון עיבוד שבבי, רובוטיקה וציוד ייצור.

לדוגמה, קו אריזה יכול לשדרג מדיסקי מצלמה מכניים למערכת תנועת סרוו עם דיסקי מצלמות חשמליות. בעוד ששינוי הפורמט באמצעות דיסקים מכניים הוא מורכב, גוזל זמן וכפוף לשגיאה, המרת מכונות באמצעות דיסקי CAM חשמליים מתרחשת בלחיצת כפתור. זה חוסך זמן, משפר את הדיוק, ממזער את הגרוטאות ומקטין את העלויות.

בקרת תנועה היברידית

מערכת אוטומציה היברידית אלקטרופנאומטית יכולה לעזור ליצרנים ליישם את הטכנולוגיות המתאימות לכל פונקציה ספציפית. כאשר קיימות, גמישות מיקום, דיוק, יציבות, פעולה שקטה, קישוריות וחומר ניטור ביותר, לתנועה חשמלית יש יתרונות גדולים. כאשר ליישומים יש מגבלות שטח, ביקוש הפעלה חזקה או דורשים תכנון מהיר, התקנה והזמנה, בקרת תנועה פנאומטית היא הבחירה הטובה ביותר.

קווי הייצור ברוב מתקני הייצור כוללים סוגים שונים של ציוד OEM, כאשר מוצר נע בין מכונות לאורך מסועי הובלה ומסועי הצטברות. קווים אלה מציעים הזדמנויות רבות לשילוב תנועה ליניארית פנאומטית וגם ליניארית חשמלית.

לדוגמה, קו ייצור של אריזת משקאות טיפוסית כולל את הפונקציות הבאות: מתיחה בקבוקי דפוס מכה, בקבוקי מילוי וכובע, מעבירים ומצטברים, בקבוקי תווית, בודקים מילוי ותווית, אורזים בקבוקים למקרים ומקרי משטחים וכיווץ. מתיחה דפוס מכה, קופסאות קיפול והפעלת דבק, כל אלה נהנים מתנועה פנאומטית, תוך העברת ובקבוקי מיקום בתוך מילוי וציוד תיוג יתרונות מתנועת סרוו.

מסועי תחבורה פשוטים ומערכות משטחים נהנים משתי צורות התנועה: מסועים יכולים להיות מונעים על ידי מנועים חשמליים, ועצירות מוצרים ושערים יכולים לפעול באמצעות הפעלה פנאומטית. ניתן להשיג טיפול במקרים בתפזורת באמצעות פנאומטיקה, ואילו ניתן לשלוט על התאמות אינטרפולציה והתאמות מיקום עדין באמצעות תנועת סרוו.

יתרונות של מערכות אוטומציה היברידית

ספקי טכנולוגיית בקרת תנועה מובילים מציעים כעת חבילות משולבות ופתרון מלא הכוללות בקרת תנועה חשמלית, פנאומטית או היברידית. פתרונות מקיפים אלה כוללים מכשירים חכמים ברמת השדה, בקרת תנועה, בקרת מכונות וניתוח.

אפשרויות פנאומטיות כוללות צילינדר פנאומטי, מערכת שסתומים, בקר, ניתוח ולוח מחוונים באמצעות Gateway, ואילו החשמל כולל מפעיל ליניארי חשמלי, מנוע סרוו וכונן, בקר ולוח מחוונים באמצעות Gateway. בעוד ששתי הטכנולוגיות מציעות לוחות מחוונים, נתונים זמינים ישירות מכונן הסרוו ומערכות פנאומטיות דורשות תוספת של חיישנים.

לפתרונות מלאים ומשולבים כמו זה יתרונות רבים הן עבור יצרני ציוד מקורי והן עבור לקוחותיהם. מכיוון שהם כבר מהונדסים ומורכבים, מערכות אוטומציה היברידיות יכולות לייעל רכש, פיתוח והזמנה. Otherwise, OEMs must source components separately and match and engineer them themselves. לא רק שזה לוקח זמן רב יותר ומוסיף מורכבות לשרשרת האספקה, זה יכול להציג בעיות גודל.

מערכות אוטומציה היברידיות מציעות גם גמישות המאפשרת יצרני ציוד מקורי לעיצוב מכונות שיכולות לייצר מגוון של סוגי מוצרים, למזער את זמן ההחלפה ולעמוד בדרישות המשתנות במהלך הזמן. מכיוון שחברות רבות מתמודדות עם הלחץ המשך להגדיל את התפוקה תוך הורדת עלויות התפעול, הדבר יכול לקצר את ריצות הייצור, להגביר את השימוש במכונה ולהאריך את חיי הציוד.

בעזרת תצורה אלקטרונית בקרת תנועה, מפעילים יכולים לשנות פרופילי תנועה תוך כדי תנועה, ומערכות מסוימות מציעות תכנון מוגן בעתיד ומצוידים בתכונות הניתנות ליישום כעת או בדורות הבאים של מכונות. כדי להציע ללקוחות את רמת הגמישות הגבוהה ביותר, חפש מערכות עם מפעילים חשמליים רב -תכליתיים המכסות מגוון רחב של דרישות יישום.

בנוסף להישאר מערכות אוטומציה היברידיות נותרות יכולות לשפר את קיימות הקיימות של היצרן. מערכות אלה יכולות לספק יעילות טובה יותר של מכונה ולהפחית את הגרוטאות, מה שבתורו מוריד את צריכת המשאבים והעלויות. יעילות אנרגיה יכולה לאפשר להגיע טוב יותר ליעדי קיימות, בעוד שחיסכון בעלויות יכול להפחית את עלות הבעלות הכוללת. לקבלת יכולת חוזרת ואחידות רבה יותר, חשוב לחפש מערכת עם תנועה ליניארית חשמלית המספקת את הרמות הגבוהות ביותר של אמינות ודיוק.

גמישות רבה יותר, יעילות וביצועים

יצרני ציוד מקורי יכולים לקבוע אם מערכת אוטומציה היברידית תועיל ליישום על ידי הערכת גורמי יישום מרכזיים, כולל:

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

כדי לבחור את הפתרונות המתאימים ביותר שמשיגים את התוצאות הרצויות, חשוב לעבוד עם שותף לבקרת תנועה מומחה ושותף טרנספורמציה דיגיטלית עם תיק מקיף של טכנולוגיות ואפשרויות גודל. שותף כזה יכול לעזור לפתרונות עמלת יצרני ציוד מקורי ולהציע תמיכה לטווח הארוך.

בעזרת מערכות אוטומציה היברידית, חברות אינן צריכות לבחור בין ביצועים, גמישות, קיימות, קישוריות ועלות. הם יכולים לקבל את הכל - מדווחים, תנועה ליניארית עוצמתית, הגמישות לעמוד בדרישות הייצור המשתנות, נתונים ותובנות כדי למקסם את הייצור, צריכת האנרגיה המותאמת ועלות בעלות מוחלטת.