Os sistemas de controlo de movimento que utilizam menos energia e podem ser alimentados por recursos renováveis ​​são fundamentais para equipamentos energeticamente eficientes e fazem parte de uma estratégia empresarial sustentável.

Transformação Digital

Os fabricantes de hoje interagem com a automação digital e interfaces de usuário detalhadas em suas vidas diárias e esperam a mesma capacidade digital dos sistemas industriais. À medida que as empresas transformam digitalmente as suas operações, obtêm benefícios reais e fiáveis.

Sensores incorporados em dispositivos rastreiam continuamente temperatura, posição, carga e desgaste em tempo real. Monitoramento, configuração e diagnóstico automáticos e dados de processo coletados apresentados em painéis fornecem aos operadores a visão necessária para tomar decisões informadas e confiantes. Os sistemas de controle de movimento conectados permitem que os operadores analisem o desempenho da produção, o uso de energia e a confiabilidade.

O acesso a esses insights por meio de painéis permite que os fabricantes controlem melhor e melhorem continuamente suas operações e, em última análise, sua produção.

Competição de Mercado

Entre a escassez de mão-de-obra e os problemas da cadeia de abastecimento, nunca foi tão difícil para as empresas manter uma vantagem competitiva. Além disso, a transformação digital da produção industrial e as tecnologias avançadas que a impulsionam permitiram que as empresas que investem nelas otimizassem significativamente as suas operações.

Há uma necessidade maior do que nunca de permanecer ágil ao responder às mudanças nas necessidades do mercado e atender de forma confiável à demanda dos clientes para permanecer na vanguarda do mercado. Os fabricantes devem minimizar o tempo de inatividade das máquinas e maximizar a produção, e a incorporação de soluções de automação híbrida conectada pode ajudar a melhorar a confiabilidade e o tempo de atividade das máquinas.

Para otimizar o uso de energia, melhorar as operações e permanecer à frente em seus setores, as empresas procuram um pacote completo de controle de movimento. Os principais fornecedores de tecnologia entendem isso e desenvolveram uma gama de soluções avançadas e integradas que combinam servoacionamentos, motores e atuadores elétricos, bem como pneumáticos.

Os OEMs têm uma oportunidade significativa de incorporar sistemas de automação híbridos em projetos de máquinas que melhor se alinhem e atendam às maiores necessidades e preocupações de seus clientes.

Automação e design contemporâneo de máquinas

Uma forma de as empresas superarem desafios e aumentarem a produção é através da integração de máquinas mais pequenas e mais sofisticadas nas suas linhas de produção. Espaços menores permitem que mais máquinas caibam no mesmo espaço de produção, e a tecnologia avançada de controle de movimento pode possibilitar a automatização de tarefas de maior precisão, desde a montagem até a inspeção final do produto.

Os fabricantes também buscam tecnologia de controle de movimento com: melhor precisão para evitar desperdícios; tempos de ciclo mais curtos para aumentar a produção; e maior flexibilidade de posição para permitir que os operadores alterem os programas da máquina pressionando um botão. Utilizar máquinas com essas características pode resultar em maior produção em menos tempo, melhorar a sustentabilidade e reduzir custos.

Como selecionar controle de movimento pneumático, elétrico ou híbrido

Existem muitas ofertas de controle de movimento disponíveis e pode ser confuso saber como escolher entre elas. Quando os OEMs usam eletricidade, quando usam pneumática e quando usam ambas?

Há muitos fatores e preocupações a serem considerados ao selecionar soluções de movimento:

1. Eles atendem aos requisitos de desempenho, flexibilidade e precisão da aplicação?
2. Quais são os custos iniciais de operação e manutenção contínua?
3. Como afetam a eficiência energética da máquina?
4. Como os produtos de movimento serão integrados a outros dispositivos?
5. Eles conseguem coletar dados e analisar a integridade do dispositivo?
6. Eles tornarão mais fácil e rápido projetar uma máquina?
7. Qual é a curva de aprendizagem das novas tecnologias?

O controle de movimento pneumático e elétrico tem vantagens distintas, dependendo das necessidades da aplicação, e uma aplicação pode se beneficiar de um ou de ambos. Para algumas aplicações, fica bastante claro qual é a melhor opção. Para um mecanismo simples para empurrar caixas para fora de um transportador, um cilindro pneumático faz mais sentido. No entanto, se estas caixas forem classificadas em diferentes linhas ou posições no transportador, será necessário um atuador elétrico com múltiplas posições.

Em aplicações mais complexas, a escolha pode não ser clara. Este é um sinal de que os aplicativos podem receber os maiores benefícios do uso de ambos. Cilindros eletromecânicos podem usar ar comprimido por meio de um conector pneumático para vedar o ar em aplicações de enchimento. Em sistemas de montagem, um sistema elétrico linear multieixo pode usar uma pinça pneumática. E um eixo linear elétrico operando na direção vertical pode usar um cilindro pneumático para compensação de peso.

A automação entre tecnologias permite que os OEMs aproveitem os pontos fortes complementares da tecnologia de controle de movimento pneumático e elétrico na mesma aplicação e transmitam os benefícios aos seus clientes.

Vejamos os pontos fortes de cada tecnologia para entender melhor como elas podem funcionar juntas:

Controle de movimento pneumático

O movimento pneumático é obtido usando um gás comprimido para atuar fisicamente em um mecanismo para produzir o movimento necessário. Está comprovado que as soluções pneumáticas fornecem operação robusta para hardware, projeto e instalação, e geralmente há menos componentes para alterar ou substituir ao atualizar um sistema pneumático em comparação com um sistema servo.

O exemplo mais familiar de controle de movimento pneumático é um cilindro com pistão interno, que produz movimento linear. Talvez seja por isso que a pneumática é frequentemente considerada uma tecnologia de movimento discreto, boa apenas para estender ou retrair totalmente um mecanismo.

No entanto, a inovação contínua impulsionada pelos fornecedores de tecnologia de controlo de movimento expandiu o que é possível. Por exemplo, o movimento rotacional contínuo pode ser alcançado usando atuadores de um quarto de volta.

Sensores e controles de fluxo também estão disponíveis para monitorar e otimizar a operação, enquanto o controle de pressão diferencial possibilita que o equipamento obtenha posicionamento pneumático contínuo. Usando válvulas solenóides liga/desliga eletropneumáticas relativamente pequenas ou válvulas de posicionamento modulantes, uma pressão controlada é aplicada contra uma contrapressão constante.

Os operadores podem controlar a posição manualmente usando botões e interruptores ou automaticamente usando um controlador lógico programável (PLC) ou controlador de loop.

Controle de movimento elétrico

Atuadores elétricos combinados com servo motores são conhecidos por alta velocidade, precisão e eficiência e alcançam movimento convertendo eletricidade em movimento rotacional ou linear. Esses sistemas de circuito fechado normalmente incluem componentes mais complexos, como controlador de movimento, servo acionamento, motor e sensor de feedback e práticas de projeto do que soluções de movimento pneumático.

Cada servo motor está associado a um inversor que segue sinais comandados que fornecem a função desejada e podem fornecer posicionamento preciso, velocidades angulares precisas e perfis de aceleração variáveis. Com essa faixa, os servossistemas podem fornecer controle de movimento posicional para diversas aplicações, desde um braço robótico até transportadores de rotação contínua.

Como os servodrives e controladores são dispositivos microprocessados, eles têm um nível alto e inato de funcionalidade integrada e podem oferecer recursos de diagnóstico local e remoto e registro de dados diretamente para painéis.

A conexão de CLPs e outros controladores a sistemas de servo-movimento pode ajudar os OEMs a realizar controle e sincronização de movimento ainda mais avançados. As funções especializadas incluem posicionamento altamente preciso com repetibilidade submícron, came eletrônico e engrenagens eletrônicas e podem beneficiar as aplicações mais complexas, como usinagem, robótica e equipamentos de fabricação.

Por exemplo, uma linha de embalagem pode atualizar de discos de came mecânicos para um sistema de servo movimento com discos de came elétricos. Enquanto a alteração do formato usando discos mecânicos é complexa, demorada e sujeita a erros, a conversão da máquina usando discos de came elétricos acontece com o toque de um botão. Isso economiza tempo, melhora a precisão, minimiza desperdícios e reduz custos.

Controle de movimento híbrido

Um sistema de automação híbrido eletropneumático pode ajudar os fabricantes a aplicar as tecnologias adequadas para cada função específica. Quando a sustentabilidade, a flexibilidade de posição, a precisão, a estabilidade, a operação silenciosa, a conectividade e o monitoramento são mais importantes, o movimento elétrico tem grandes vantagens. Quando as aplicações têm limitações de espaço, exigem operação robusta ou exigem projeto, instalação e comissionamento rápidos, o controle de movimento pneumático é a melhor escolha.

As linhas de produção na maioria das instalações de fabricação incluem vários tipos de equipamentos OEM, com produtos movimentando-se entre máquinas ao longo de transportadores e transportadores de acumulação. Estas linhas oferecem muitas oportunidades para integrar movimento linear pneumático e elétrico.

Por exemplo, uma linha de produção de embalagens de bebidas típica inclui as seguintes funções: esticar garrafas moldadas por sopro, encher e tampar garrafas, transportar e acumular, etiquetar garrafas, inspecionar enchimento e etiquetar, embalar garrafas em caixas e paletizar e embalar caixas. A moldagem por sopro, caixas dobráveis ​​e aplicação de cola se beneficiam do movimento pneumático, enquanto o transporte e o posicionamento de garrafas dentro do equipamento de enchimento e etiquetagem se beneficiam do movimento servo.

Transportadores de transporte simples e sistemas de paletização se beneficiam de ambas as formas de movimento: os transportadores podem ser acionados por motores elétricos e as paradas e comportas de produtos podem operar usando atuação pneumática. O manuseio de caixas a granel pode ser realizado com pneumática, enquanto a interpolação e os ajustes finos de posição podem ser controlados usando movimento servo.

Vantagens dos Sistemas de Automação Híbridos

Os principais fornecedores de tecnologia de controle de movimento agora oferecem pacotes de soluções completas e integradas que incluem controle de movimento elétrico, pneumático ou híbrido. Essas soluções abrangentes apresentam dispositivos inteligentes em nível de campo, controle de movimento, controle de máquina e análise.

As opções pneumáticas envolvem um cilindro pneumático, sistema de válvula, controlador, análise e painel via gateway, enquanto as elétricas incluem um atuador linear elétrico, servo motor e acionamento, controlador e painel via gateway. Embora ambas as tecnologias ofereçam painéis de controle, os dados estão disponíveis diretamente no servoacionamento e os sistemas pneumáticos exigem a adição de sensores.

Soluções completas e integradas como essa trazem muitos benefícios tanto para os OEMs quanto para seus clientes. Como já foram projetados e montados, os sistemas de automação híbridos podem agilizar a aquisição, o desenvolvimento e o comissionamento. Caso contrário, os OEMs deverão adquirir os componentes separadamente e combiná-los e projetá-los eles próprios. Isto não só leva mais tempo e acrescenta complexidade à cadeia de abastecimento, como também pode introduzir problemas de dimensionamento.

Os sistemas de automação híbridos também oferecem flexibilidade que permite aos OEMs projetar máquinas que podem produzir uma variedade de tipos de produtos, minimizar o tempo de troca e atender às mudanças nos requisitos ao longo do tempo. Como muitas empresas enfrentam pressão contínua para aumentar a produção e, ao mesmo tempo, reduzir os custos operacionais, isso pode reduzir os ciclos de produção, aumentar a utilização da máquina e prolongar a vida útil do equipamento.

Com a reconfiguração eletrônica do controle de movimento, os operadores podem alterar os perfis de movimento rapidamente, e alguns sistemas oferecem um design preparado para o futuro e são equipados com recursos que podem ser implementados agora ou em gerações futuras de máquinas. Para oferecer aos clientes o mais alto nível de flexibilidade, procure sistemas com atuadores elétricos extremamente versáteis que atendam a uma ampla gama de requisitos de aplicação.

Além de permanecerem competitivos, os sistemas de automação híbridos podem melhorar a sustentabilidade do fabricante. Esses sistemas podem proporcionar melhor eficiência da máquina e reduzir o desperdício, o que, por sua vez, reduz o consumo de recursos e os custos. A eficiência energética pode permitir alcançar melhor os objetivos de sustentabilidade, enquanto a poupança de custos pode reduzir o custo total de propriedade. Para maior repetibilidade e uniformidade, é importante procurar um sistema com movimento linear elétrico que forneça os mais altos níveis de confiabilidade e precisão.

Maior flexibilidade, eficiência e desempenho

Os OEMs podem determinar se um sistema de automação híbrido beneficiará uma aplicação avaliando os principais fatores da aplicação, incluindo:

1. consumo de energia,
2. custos operacionais,
3. flexibilidade de posição,
4. precisão,
5. vibração e ruído,
6. CAP-EX,
7. conectividade,
8. tamanho,
9. instalação e
10. Tempo de comissionamento e durabilidade.

Para selecionar as soluções mais adequadas que alcancem os resultados desejados, é fundamental trabalhar com um parceiro especialista em controle de movimento e transformação digital com um portfólio abrangente de tecnologias e opções de dimensionamento. Um parceiro como esse pode ajudar os OEMs a comissionar soluções e oferecer suporte de longo prazo.

Com sistemas de automação híbridos, as empresas não precisam escolher entre desempenho, flexibilidade, sustentabilidade, conectividade e custo. Eles podem ter tudo: movimento linear preciso e poderoso, flexibilidade para atender às mudanças nos requisitos de produção, dados e insights para maximizar a produção, otimizar o consumo de energia e reduzir o custo total de propriedade.