Системы управления движением, которые потребляют меньше энергии и могут работать на возобновляемых ресурсах, являются ключом к энергоэффективному оборудованию и частью устойчивой корпоративной стратегии.

Цифровая трансформация

Сегодняшние производители взаимодействуют с цифровой автоматизацией и детализированными пользовательскими интерфейсами в своей повседневной жизни и ожидают таких же цифровых возможностей от промышленных систем. По мере того, как компании осуществляют цифровую трансформацию своей деятельности, они видят реальные и надежные преимущества.

Встроенные датчики в устройствах непрерывно отслеживают температуру, положение, нагрузку и износ в режиме реального времени. Мониторинг, автоматическая настройка и диагностика, а также собранные данные о процессах, представленные на информационных панелях, дают операторам информацию, необходимую для принятия уверенных и обоснованных решений. Подключенные системы управления движением позволяют операторам анализировать производительность производства, энергопотребление и надежность.

Доступ к этой информации через информационные панели позволяет производителям лучше контролировать и постоянно совершенствовать свою деятельность и, в конечном итоге, свое производство.

Рыночная конкуренция

Из-за нехватки рабочей силы и проблем с цепочками поставок компаниям никогда не было так сложно поддерживать конкурентное преимущество. Кроме того, цифровая трансформация промышленного производства и передовые технологии, лежащие в ее основе, позволили инвестирующим в них компаниям значительно оптимизировать свою деятельность.

Сегодня сейчас как никогда остро необходимо сохранять гибкость при реагировании на меняющиеся потребности рынка и надежно удовлетворять запросы клиентов, чтобы оставаться на переднем крае рынка. Производители должны минимизировать время простоя оборудования и максимизировать производительность, а внедрение подключенных гибридных решений по автоматизации может помочь повысить надежность оборудования и время безотказной работы.

Чтобы оптимизировать использование энергии, повысить эффективность операций и оставаться впереди в своих отраслях, компании ищут полный пакет управления движением. Ведущие поставщики технологий понимают это и разработали ряд передовых интегрированных решений, сочетающих в себе сервоприводы, двигатели и электрические приводы, а также пневматику.

OEM-производители имеют значительные возможности для включения гибридных систем автоматизации в конструкции машин, которые лучше соответствуют потребностям и проблемам их клиентов и решают их.

Автоматизация и современное машиностроение

Одним из способов решения проблем и увеличения производства является интеграция более сложных машин меньшего размера в свои производственные линии. Меньшие занимаемые площади позволяют разместить больше машин на одном производственном пространстве, а передовая технология управления движением позволяет автоматизировать более точные задачи — от сборки до окончательного контроля продукции.

Производители также ищут технологию управления движением, обеспечивающую: большую точность для предотвращения отходов; более короткое время цикла для увеличения производительности; и большую гибкость положения, позволяющую операторам изменять программы машины одним нажатием кнопки. Использование машин с этими функциями может привести к увеличению производительности за меньшее время, повышению устойчивости и снижению затрат.

Как выбрать пневматическое, электрическое или гибридное управление движением

Доступно множество предложений по управлению движением, и может быть сложно понять, как выбрать среди них. Когда OEM-производители используют электрический, когда пневматический, а когда оба?

При выборе решений для движения необходимо учитывать множество факторов и проблем:

1. Соответствуют ли они требованиям приложения к производительности, гибкости и точности?
2. Каковы первоначальные затраты на эксплуатацию и дальнейшее техническое обслуживание?
3. Как они влияют на энергоэффективность машины?
4. Как продукты Motion будут интегрироваться с другими устройствами?
5. Могут ли они собирать данные и анализировать состояние устройства?
6. Помогут ли они спроектировать машину проще и быстрее?
7. Какова кривая обучения новым технологиям?

Пневматическое и электрическое управление движением имеют определенные преимущества, в зависимости от потребностей приложения, и приложение может извлечь выгоду из одного или обоих. Для некоторых приложений совершенно ясно, что подходит лучше всего. Для простого механизма снятия коробок с конвейера наиболее подходящим является пневматический цилиндр. Однако, если эти коробки необходимо рассортировать по разным линиям или позициям на конвейере, требуется многопозиционный электрический привод.

В более сложных приложениях выбор может быть неясным. Это один из признаков того, что приложения могут получить наибольшую выгоду от использования обоих. Электромеханические цилиндры могут использовать сжатый воздух через пневматический разъем для герметизации воздуха при наполнении. В сборочных системах электрическая линейная многоосная система может использовать пневматический захват. А электрическая линейная ось, работающая в вертикальном направлении, может использовать пневматический цилиндр для компенсации веса.

Межтехнологическая автоматизация позволяет OEM-производителям использовать взаимодополняющие преимущества как пневматической, так и электрической технологии управления движением в одном приложении и передавать преимущества своим клиентам.

Давайте посмотрим на сильные стороны каждой технологии, чтобы лучше понять, как они могут работать вместе:

Пневматическое управление движением

Пневматическое движение достигается за счет использования сжатого газа для физического воздействия на механизм, вызывающего необходимое движение. Доказано, что пневматические решения обеспечивают надежную работу оборудования, проектирования и установки, и при модернизации пневматической системы обычно требуется меньше компонентов, требующих замены или замены, по сравнению с сервосистемой.

Наиболее известным примером пневматического управления движением является цилиндр с внутренним поршнем, обеспечивающий линейное движение. Возможно, именно поэтому пневматику часто считают технологией дискретного движения, пригодной только для полного выдвижения или втягивания механизма.

Однако постоянные инновации, поддерживаемые поставщиками технологий управления движением, расширили возможности. Например, непрерывного вращательного движения можно добиться с помощью четвертьоборотных приводов.

Также доступны датчики и регуляторы расхода для мониторинга и оптимизации работы, а контроль перепада давления позволяет оборудованию обеспечивать непрерывное пневматическое позиционирование. Используя относительно небольшие электропневматические двухпозиционные электромагнитные клапаны или модулирующие позиционирующие клапаны, контролируемое давление подается против постоянного противодавления.

Операторы могут контролировать положение вручную с помощью кнопок и переключателей или автоматически с помощью программируемого логического контроллера (ПЛК) или контроллера контура.

Электрический контроль движения

Электрические приводы в сочетании с серводвигателями известны своей высокой скоростью, высокой точностью и эффективностью и обеспечивают движение путем преобразования электричества во вращательное или линейное движение. Эти системы с замкнутым контуром обычно включают в себя более сложные компоненты, такие как контроллер движения, сервопривод, двигатель и датчик обратной связи, а также методы проектирования, чем решения с пневматическим движением.

Каждый серводвигатель связан с одним приводом, который следует заданным сигналам, обеспечивая требуемую функцию и может обеспечивать точное позиционирование, точные угловые скорости и переменные профили ускорения. Имея такой диапазон, сервосистемы могут обеспечить позиционное управление движением для различных приложений, от манипулятора робота до непрерывно вращающихся конвейеров.

Поскольку сервоприводы и контроллеры представляют собой микропроцессорные устройства, они обладают высоким уровнем встроенной функциональности и могут напрямую предлагать функции локальной и удаленной диагностики и регистрации данных для информационных панелей.

Подключение ПЛК и других контроллеров к системам сервопривода может помочь OEM-производителям добиться еще более совершенного управления и синхронизации движений. Специализированные функции включают в себя высокоточное позиционирование с субмикронной повторяемостью, электронный кулачок и электронную зубчатую передачу и могут быть полезны в самых сложных приложениях, таких как механическая обработка, робототехника и производственное оборудование.

Например, упаковочная линия может перейти от механических кулачковых дисков к системе сервопривода с электрическими кулачковыми дисками. В то время как изменение формата с помощью механических дисков является сложным, трудоемким и подвержено ошибкам, машинное преобразование с использованием электрических кулачковых дисков происходит одним нажатием кнопки. Это экономит время, повышает точность, минимизирует брак и снижает затраты.

Гибридное управление движением

Электропневматическая гибридная система автоматизации может помочь производителям применять соответствующие технологии для каждой конкретной функции. Когда устойчивость, гибкость положения, точность, стабильность, бесшумная работа, возможность подключения и мониторинг имеют наибольшее значение, электрическое движение имеет большие преимущества. Когда приложения ограничены в пространстве, требуют надежной работы или требуют быстрого проектирования, установки и ввода в эксплуатацию, пневматическое управление движением является лучшим выбором.

Производственные линии на большинстве производственных предприятий включают в себя различные типы OEM-оборудования, при этом продукция перемещается между машинами по транспортным и накопительным конвейерам. Эти линии предлагают множество возможностей для интеграции как пневматического, так и электрического линейного перемещения.

Например, типичная линия по производству упаковки для напитков включает в себя следующие функции: выдувное формование бутылок, наполнение и укупоривание бутылок, транспортировка и накопление, маркировка бутылок, проверка наполнения и этикетки, упаковка бутылок в коробки, а также укладка коробок на поддоны и термоусадочная пленка. Выдувное формование, складывание коробок и нанесение клея — все это выигрывает от пневматического движения, а транспортировка и позиционирование бутылок внутри разливочного и этикетировочного оборудования — благодаря серводвижению.

Простые транспортные конвейеры и системы укладки на поддоны выигрывают от обеих форм движения: конвейеры могут приводиться в движение электродвигателями, а стопоры и ворота продукта могут работать с помощью пневматического привода. Обработку объемных ящиков можно осуществлять с помощью пневматики, а интерполяцию и точную настройку положения можно контролировать с помощью серводвижения.

Преимущества гибридных систем автоматизации

Ведущие поставщики технологий управления движением теперь предлагают интегрированные комплексные пакеты решений, включающие электрическое, пневматическое или гибридное управление движением. Эти комплексные решения включают в себя интеллектуальные устройства на полевом уровне, управление движением, управление машинами и аналитику.

Пневматические варианты включают пневматический цилиндр, систему клапанов, контроллер, аналитику и панель управления через шлюз, а электрические включают в себя электрический линейный привод, серводвигатель и привод, контроллер и панель управления через шлюз. Хотя обе технологии предлагают информационные панели, данные доступны непосредственно с сервопривода, а пневматические системы требуют добавления датчиков.

Подобные комплексные решения имеют множество преимуществ как для OEM-производителей, так и для их клиентов. Поскольку гибридные системы автоматизации уже спроектированы и собраны, они могут упростить закупки, разработку и ввод в эксплуатацию. В противном случае OEM-производители должны будут закупать компоненты отдельно, подбирать и разрабатывать их самостоятельно. Это не только занимает больше времени и усложняет цепочку поставок, но и может привести к проблемам с калибровкой.

Гибридные системы автоматизации также предлагают гибкость, которая позволяет OEM-производителям разрабатывать машины, которые могут производить множество типов продукции, минимизировать время переналадки и соответствовать меняющимся с течением времени требованиям. Поскольку многие компании постоянно сталкиваются с необходимостью увеличения производительности при одновременном снижении эксплуатационных расходов, это может сократить производственные циклы, повысить коэффициент использования машин и продлить срок их службы.

Благодаря электронной реконфигурации управления движением операторы могут менять профили движения на лету, а некоторые системы имеют перспективную конструкцию и оснащены функциями, которые могут быть реализованы сейчас или в будущих поколениях машин. Чтобы предложить клиентам высочайший уровень гибкости, ищите системы с чрезвычайно универсальными электрическими приводами, которые охватывают широкий спектр требований применения.

Помимо сохранения конкурентоспособности, гибридные системы автоматизации могут повысить устойчивость производителей. Эти системы могут повысить эффективность оборудования и сократить количество отходов, что, в свою очередь, снижает потребление ресурсов и затраты. Энергоэффективность может позволить лучше достичь целей устойчивого развития, а экономия средств может снизить общую стоимость владения. Для большей повторяемости и единообразия важно искать систему с электрическим линейным перемещением, которая обеспечивает высочайший уровень надежности и точности.

Повышенная гибкость, эффективность и производительность

OEM-производители могут определить, принесет ли гибридная система автоматизации пользу приложению, оценив ключевые факторы применения, в том числе:

1. потребление энергии,
2. эксплуатационные расходы,
3. гибкость позиции,
4. точность,
5. вибрация и шум,
6. КАП-ЭКС,
7. возможность подключения,
8. размер,
9. установка и
10. Время ввода в эксплуатацию и долговечность.

Чтобы выбрать наиболее подходящие решения, позволяющие достичь желаемых результатов, крайне важно работать с опытным партнером по управлению движением и цифровой трансформации, обладающим обширным портфелем технологий и вариантов определения размеров. Такой партнер может помочь OEM-производителям ввести в эксплуатацию решения и предложить долгосрочную поддержку.

Благодаря гибридным системам автоматизации компаниям не приходится выбирать между производительностью, гибкостью, устойчивостью, возможностью подключения и стоимостью. У них может быть все: точное, мощное линейное перемещение, гибкость для удовлетворения меняющихся производственных требований, данные и аналитика для максимизации производительности, оптимизированное энергопотребление и снижение совокупной стоимости владения.