יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני יצרני ימינו מחפשים כל העת התקדמות טכנולוגית כדי לעזור להקל על חייהם. חידושים בתעשייה 4.0 דרבנו סוג חדש של טכנולוגיות חכמות המשלבות ממשקי אלקטרוניקה ותקשורת דיגיטלית לתחכום, פונקציונליות וקלות שימוש יותר.

ככל שחברות ייצור יותר מאמצות טכנולוגיה מוכנה לתעשייה 4.0, טכנולוגיות מכטרוניקה חכמות מתפתחות מעניקות למכונות אינטליגנציה ורבגוניות רבה יותר. מערכות מתקדמות אלה קלות יותר גם לציין, להזמין ולפרוס מאשר אפשרויות עבר - שיפור הערך שלהן ליצרני ציוד מקורי ומשתמשי קצה.

הבנת היכולות של מכטרוניקה חכמה יכולה לעזור למהנדסי תכנון מערכות לבחון כיצד למנף בצורה הטובה ביותר את מכטרוניקה זו כדי להפוך את פתרונות הייצור שלהם לתחרותיים ביותר.

מכטרוניקה מודרנית משולבת ומגוונת

מכטרוניקה הם מערכות ומכללות משנה המשלבות רכיבים מכניים ואלקטרוניים שונים לפתרונות המוקדשים למשימות ספציפיות. בעולם התנועה, שתי דוגמאות הן הרכבת מוצרים והובלה מרוצים ממערכות תנועה ליניאריות מכטרוניות ורובוטים קרטזיים. ליבה למכטרוניקה היא שילוב הדוק של מנועים אלקטרוניים, בקרות, חיישנים ורכיבים לינאריים. מכטרוניקה יכולה להיחשב כמבצרת של טכנולוגיות התעשייה 4.0.

Smart Mechatronics מעלה את הרעיון עוד יותר-לוקח צורה של פתרונות מלאים המשלבים חיישנים מתקדמים ופלטפורמות בקר ידידותיות למפעילים. מערכות אלה מניבות:

• נתונים בזמן אמת על ביצועי המכונה
• נתוני זמן אמת על איכות הייצור לפי העניין
• בקרה מדויקת וביצוע רצפי תנועה
• מעקב אוטומטי אחר נתוני ייצור ותפוקה
• קישוריות קלה עם מערכות ניהול ברמת המכונה ומפעל

שלב מכטרוניקה חכמה: תצורה מקוונת

מכטרוניקה חכמה היא מהירה יותר וקלה יותר לתכנן ולהבצע ממערכות מכטרוניקה קודמות. זה מועיל מכיוון שמכטרוניקה היא מטבעם די מורכב למדי - תובעני שיקול וממשקי גודל של רכיבים לינאריים מרובים, כוננים, בקרים וממשקי מפעיל ... ואז השילוב הקפדני שלהם.

השלב הראשון בציון, רכישה והזמנת מכונת מכטרוניקה חכמה הוא למנף כלים מקוונים הנגישים באמצעות פורטלי ספקים. כלי תצורה אלה מאפשרים למהנדסים לבנות מערכות חכמות מוכנות להפעלה "מחוץ לקופסה" עם תכנות מינימליות ... כך שאולי גם מועילות להנדסים בעלי הבנה בסיסית של הפעלה חשמלית ונוזלית (כולל תנועה לינארית) ובקרות תנועה. משתמשים נכנסים לפרמטרים כמו שבץ, משקל חומר עבודה וזמן מחזור, המייצר אז פלט שניתן לאמת בסביבת ה- CAD של הכלי המקוון. ניתן לציין את הנחיות הגודל וההגדרה הבאות, כל הרכיבים לפיתרון המכטרוני המלא - כמו רובוט קרטזיאני, מכונה לחיצה או מכונה הצטרפות - ניתן לציין בפעם אחת. זוהי אפשרות המאפשרת למהנדסים להשיג פיתרון שלם מספק יחיד-קבלת מערכת משולבת שנשלחת עם רצפי תנועה מתוכנתים מראש מוכנים ליישום פלאד-וייצור.

בקרה תפעולית חכמה יותר ופשוטה יותר

מכטרוניקה חכמה יכולה לשפר את הפרודוקטיביות והגמישות בדרך כלל עם תהליכי ייצור "שקופים" - עם חיישנים לניטור מצבים בזמן אמת.

פשוט שקול כיצד יצרנים מסוימים מציעים ערכות פונקציות מכטרוניות ספציפיות לתפעול כדי לתמוך במעקב כזה. לדוגמה, ערכת פונקציה אחת למכונה לחיצה עשויה לכלול צילינדר אלקטרומכני, כונן סרוו, מנוע, בקר, חיישנים ותוכנת מפעיל לתמיכה בלחיצה והצטרפות לפעולות הרכבה. מכונות שנבנו באמצעות ערכת פונקציות כזו קלות ליישום, מכיוון שהרכיבים מגיעים עם תוכנת הפעלה המותקנת מראש ... ופרמטריזציה אוטומטית מוכנה להפעלה בכונן הסרוו - כך שלא נדרש ידע תכנות בקרת תנועה כדי להביא את המכונה באופן מקוון. התוכנה כוללת ממשק משתמש גרפי גרור ושחרור (GUI) המאפשר למפעילים לבנות באופן אינטואיטיבי רצפי ייצור-כמו לחיצה על מסבי כדור לדיור, למשל.

בנוסף, המכונה יכולה להגיע עם חיישן כוח משולב למדידה ומעקב אחר פעולות. לדוגמה, חיישנים כאלה ביישום מיסב-על עשויים לעקוב אחר המפעיל הליניארי כדי להבטיח שהוא מיישם את הכוח הנכון המדויק בכדי להכניס את הכדורים לדיור הנושא שלהם. בינתיים, בקרות המערכת יכולות גם לבצע בקרת איכות על ידי הבטחה שהמפעילים יעברו כראוי דרך הרצפים המבוקרים שלהם במדויק. מכיוון שרצפים כאלה במכונה לחיצה חוזרים בדרך כלל על מאות או אפילו אלפי פעמים בשעה, הבקר של המערכת מתעד ואז קדימה לאחסון המדידות של כל מחזור תנועה. לאחר מכן מפעילים יכולים להשתמש בכלים בחבילת הבקר כדי ליצור הדמיות של תוצאות התהליך. אלה עשויים למפות בין אם כוחות הדחפים חרגו או לא הצליחו לעמוד בספי התהליכים ... ולתת למפעילים לנתח עקומות עקירת כוח בזמן אמת בתחנות העבודה שלהם. נתונים כאלה מאפשרים למפעילי מכונות מנוסים לשמור על איכות הייצור העליונה ופרודוקטיביות SANS כל פיתוח תכנות או ניתוח איכותי על ידי מהנדסי תוכנה מומחים.

בנוסף, ניתן לייצא נתונים גם באמצעות ממשקי מערכת למערכות ניתוח ייצור מבוססות או ענן ... מה שהופך את מערכת Mechatronics החכמה למרכיב אינטגרלי בפלטפורמת התעשייה 4.0 של החברה.

יכולות דומות נפרסות גם לתרחישים אחרים של אוטומציה של מפעל, כולל מערכות תנועה ליניאריות כמו רובוטים מטפלים בקרטזיים לפעולות איסוף ומקום או תחבורה. הם משתמשים בכלי תצורה מקוונים דומים כדי לגודל ולפרט את כל המודולים הליניאריים, המפעילים ואפקטי הקצה, הכבלים, החיישנים, הכוננים החשמליים והבקר הנחוצים למערכות טיפול מלאות.

יישומי מכטרוניקה חכמים בפעולה

מכטרוניקה חכמה מדגימה כיצד טכנולוגיה מתוחכמת יכולה לפתור בעיות הנדסיות מורכבות בצורה פשוטה יותר. בתרחיש תעשייתי משותף, בדרך כלל ניסו בוני מכונות לפתח מכלולי מכטרוניקה משלהם על ידי הזמנה ושילוב רכיבים נפרדים - מפעילים לינאריים, בקרים, ספקי כוח, גורמי קצה ועוד. תהליך זה הוא לרוב מסורבל וגוזל זמן.

אצל חברות או אינטגרטורים של מערכות רבים מקובל שהקבוצה של הנדסת מכונות תהיה אחראית על ציון והזמנת מערך רכיבים אחד ואילו קבוצת החשמל מזמינה את רכיביה. הסדרים כאלה מאתגרים יותר עבור מחלקת הרכישה, וצוות ההנדסה מוטל על כך שהכל משתלב פיזית ולתכנת אותה כדי להבטיח שהיא תעבוד כמפורט.

הרעיון החכם Mechatronics משנה את הפרדיגמה הזו, ובתהליך, משחרר את המהנדסים כך שיוכלו להקדיש זמן ומשאבים לנושאי עיצוב מורכבים ומאתגרים יותר. אין ספק-היתרונות והיתרונות המוצעים על ידי טכנולוגיית מכטרוניקה חכמה יעזרו ליצרנים לבנות מערכות מוכנות יותר לייצור עם טכנולוגיית האינטליגנציה והחיישנים המובנים לתמיכה בדרישות התעשייה 4.0.

אף על פי שהקונספט החכמה של מכטרוניקה הוא אינטואיטיבי מאוד, עדיין חשוב לעבוד עם ספקי מכטרוניקה שהתיקים שלהם ומומחיות הנדסית מקיפים את כל מגוון הרכיבים-מוצרי תנועה לינארית, בקרים, כונני סרוו ותוכנת מפעיל-הכרחי לבניית מכטרוניקה מלאה ומלאת ביצועים גבוהה פתרונות. חשוב גם להעריך את איכות וקלות השימוש בכלי התצורה שלהם, כדי לוודא כי קלות השימוש שהובטחה על ידי תנועות מכטרוניקה חכמות - מההתחלה ועד הסוף - מועברת במלואה. זה עוזר להבטיח כי בוני מכונות ומשתמשי קצה יוכלו למנף באופן מלא את היתרונות של הפלאג-וייצור של מכטרוניקה חכמה בפעילותם.