今日の製造システムOEMと自動化のエンドユーザーは、自分の生活を楽にするためのテクノロジーの進歩を常に求めています。 Industry 4.0のイノベーションは、デジタルエレクトロニクスと通信インターフェイスを組み合わせた新しいクラスのスマートテクノロジーを促進し、より洗練された機能、および使いやすさを実現しています。

より多くの製造会社が業界4.0対応のテクノロジーを採用するにつれて、新興のSmart Mechatronics Technologiesは、機械により大きな知性と汎用性を提供しています。これらの高度なシステムは、過去のオプションよりも指定、順序、展開が容易であり、OEMとエンドユーザーに価値を高めます。

スマートメカトロニクスの能力を理解することは、システム設計エンジニアがこれらのメカトロニクスを活用して製造ソリューションを非常に競争力のあるものにするための最善の方法を評価するのに役立ちます。

現代のメカトロニクスは統合され、多用途です

メカトロニクスは、異なる機械的および電子コンポーネントを特定のタスク専用のソリューションに組み合わせたシステムとサブアセンブリです。動きの世界では、2つの例が、メカトロニック線形運動システムとデカルトロボットによって満たされる製品アセンブリと輸送です。メカトロニクスへのコアは、電子モーター、コントロール、センサー、および線形コンポーネントの緊密な統合です。メカトロニクスは、Industry 4.0テクノロジーの先駆者と見なすことができます。

Smart Mechatronicsは、高度なセンサーとオペレーターに優しいコントローラープラットフォームを組み込んだ完全なソリューションの形をとって、コンセプトをさらに進めます。これらのシステムは次のようになります：

•マシンのパフォーマンスに関するリアルタイムデータ
•該当する場合、製造品質に関するリアルタイムデータ
•モーションシーケンスの正確な制御と実行
•生産データとスループットの自動追跡
•機械レベルおよびプラント全体の管理システムとの簡単な接続

スマートメカトロニクスステップ1：オンライン構成

スマートメカトロニクスは、以前のメカトロニクスシステムよりも高速で設計および委託が容易です。メカトロニクスは非常に複雑であるため、それは役立ちます。複数の線形コンポーネント、ドライブ、コントローラー、オペレーターのインターフェイスの同時考慮とサイジングを要求し、その後、慎重な組み合わせです。

スマートメカトロニクスマシンの指定、購入、および試運転の最初のステップは、サプライヤーポータルを介してアクセス可能なオンラインツールを活用することです。これらの構成ツールにより、エンジニアは最小限のプログラミングで「箱から出して」操作できるインテリジェントシステムを構築することができます。そのため、おそらく、電気および流体力の作動（線形動作を含む）とモーションコントロールを基本的に理解するエンジニアにとって最も役立ちます。ユーザーは、ストローク、ワークピース重量、サイクルタイムなどのパラメーターを入力し、オンラインツールのCAD環境で検証できる出力を生成します。次のサイジングとコンフィギュレーターのプロンプトは、カルテシアンロボット、プレスマシン、結合マシンなど、完全なメカトロニクスソリューションのすべてのコンポーネントを一度に指定できます。これは、エンジニアが単一のサプライヤーから完全なソリューションを取得できるオプションであり、プラグアンドプロデュースの実装に備えた事前にプログラムされたモーションシーケンスを備えた統合システムを受信します。

より賢く、よりシンプルな運用制御

スマートメカトロニクスは、通常「透明な」生産プロセスで生産性と柔軟性を高めることができます。リアルタイム状態モニタリング用のセンサーを使用して。

一部のメーカーは、このような監視をサポートするために、運用固有のメカトロニクス機能キットをどのように提供するかを検討してください。たとえば、プレスマシン用の1つの機能キットには、電気機械シリンダー、サーボドライブ、モーター、コントローラー、センサー、およびオペレーターソフトウェアが含まれて、アセンブリオペレーションの押し込みと参加をサポートします。このような機能キットを使用して構築されたマシンは、コンポーネントにオペレーティングソフトウェアがプリインストールされているため、サーボドライブで実行できる自動パラメーター化が備わっているため、簡単に実装できます。そのため、マシンをオンラインにするためにモーションコントロールプログラミングの知識は必要ありません。このソフトウェアは、たとえば、ボールベアリングをハウジングに押し込むなどの生産シーケンスを直感的に構築できるドラッグアンドドロップグラフィカルユーザーインターフェイス（GUI）を備えています。

さらに、マシンには、操作を測定および追跡するための統合フォースセンサーを搭載できます。たとえば、ベアリングプレスアプリケーションのこのようなセンサーは、線形アクチュエーターを追跡して、ベアリングハウジングにボールを挿入するための正確な力を適用することを確認する場合があります。一方、システムコントロールは、アクチュエーターが正確に制御されたシーケンスを適切に実行することを保証することにより、品質制御を実行することもできます。プレスマシン上のこのようなシーケンスは、通常、1時間あたり数百または数千回繰り返されるため、システムのコントローラーが記録され、各モーションサイクルの測定値を保存するために転送します。オペレーターは、コントローラーパッケージでツールを使用して、プロセス結果の視覚化を作成できます。これらは、プレス力がプロセスのしきい値を超えているか、それを満たしていないかをマッピングする可能性があります...そして、オペレーターがワークステーションでリアルタイムで力分散曲線を分析できるようにする可能性があります。このようなデータにより、経験豊富な機械オペレーターは、専門のソフトウェアエンジニアによる専門的なプログラミングまたは品質分析開発を除いて、最高の製造品質と生産性を維持できます。

さらに、データは、システムインターフェイスを介してプラント全体またはクラウドベースの製造分析システムにエクスポートすることもできます。スマートメカトロニクスシステムは、企業の業界4.0プラットフォームの不可欠なコンポーネントになります。

同様の機能は、ピックアンドプレイスまたは輸送操作のためのデカルトハンドリングロボットなどの線形モーションシステムなど、他の工場自動化シナリオ向けに展開されています。同様のオンライン構成ツールを使用して、すべての線形モジュール、アクチュエーターとエンドエフェクター、ケーブル、センサー、電動ドライブ、および完全な取り扱いシステムに必要なコントローラーを指定します。

スマートメカトロニクスアプリケーションのアクション

Smart Mechatronicsは、洗練されたテクノロジーが複雑なエンジニアリングの問題をより簡単に解決できる方法を示しています。一般的な業界のシナリオでは、マシンビルダーは通常、線形アクチュエーター、コントローラー、電源、エンドエフェクターなどの個別のコンポーネントを注文および統合することにより、独自のメカトロニクスアセンブリを開発しようとしました。このプロセスは、多くの場合、面倒で時間がかかります。

多くの企業またはシステムインテグレーターでは、機械工学グループがコンポーネントの1つのセットを指定および注文する責任があり、電気グループがコンポーネントを注文することが一般的です。このような取り決めは、購買部門にとってより困難であり、エンジニアリングスタッフは、すべてを物理的に適合させ、指定されたとおりに機能するようにプログラムするように任されています。

スマートメカトロニクスの概念は、そのパラダイムを変更し、その過程でエンジニアを解放して、より複雑で挑戦的なデザインの問題に時間とリソースを捧げることができます。疑いの余地はありません。スマートメカトロニクステクノロジーが提供する利点と利点は、インダストリー4.0の要件をサポートするためにインテリジェンスとセンサーテクノロジーが組み込まれたより多くの生産対応システムを構築するのに役立ちます。

Smart Mechatronicsのコンセプトは非常に直感的ですが、ポートフォリオとエンジニアリングの専門知識が、完全な高成績メカトロニクスソリューションを構築するために必要な、線形モーション製品、コントローラー、サーボドライブ、オペレーターソフトウェアなど、ポートフォリオとエンジニアリングの専門知識を含むメカトロニクスサプライヤーと協力することが依然として重要です。また、スマートメカトロニクスの動きによって約束された使いやすさが最初から最後まで、完全に配信されることを確認するために、構成ツールの品質と使いやすさを評価することも重要です。これにより、マシンビルダーとエンドユーザーが、スマートメカトロニクスのプラグアンドプロデュースメリットを運用に完全に活用できるようにすることができます。