Günümüzün üretim sistemi OEM'leri ve otomasyon son kullanıcıları, hayatlarını kolaylaştırmaya yardımcı olacak sürekli olarak teknolojik gelişmeler arıyorlar. Endüstri 4.0 yenilikleri, daha fazla gelişmişlik, işlevsellik ve kullanım kolaylığı için dijital elektronikleri ve iletişim arayüzlerini birleştiren yeni bir akıllı teknoloji sınıfını teşvik etti.

Daha fazla imalat şirketi Endüstri 4.0'a hazır teknolojiyi benimsedikçe, ortaya çıkan akıllı mekatronik teknolojileri makinelere daha fazla zeka ve çok yönlülük kazandırıyor. Bu gelişmiş sistemlerin belirlenmesi, sipariş edilmesi ve dağıtılması da geçmiş seçeneklere göre daha kolaydır; bu da onların OEM'ler ve son kullanıcılar açısından değerini artırır.

Akıllı mekatroniğin yeteneklerini anlamak, sistem tasarım mühendislerinin, üretim çözümlerini son derece rekabetçi hale getirmek için bu mekatroniklerden en iyi şekilde nasıl yararlanabileceklerini değerlendirmelerine yardımcı olabilir.

Modern mekatronik entegre ve çok yönlüdür

Mekatronik, farklı mekanik ve elektronik bileşenleri belirli görevlere yönelik çözümler halinde birleştiren sistemler ve alt montajlardır. Hareket dünyasında iki örnek, mekatronik doğrusal hareket sistemleri ve Kartezyen robotlar tarafından sağlanan ürün montajı ve nakliyesidir. Mekatroniğin özü, elektronik motorların, kontrollerin, sensörlerin ve doğrusal bileşenlerin sıkı entegrasyonudur. Mekatronik, Endüstri 4.0 teknolojilerinin öncüsü sayılabilir.

Akıllı mekatronik, gelişmiş sensörleri ve operatör dostu kontrol platformlarını bir araya getiren eksiksiz çözümler biçimini alarak konsepti daha da ileriye taşıyor. Bu sistemler şunları sağlar:

• Makine performansına ilişkin gerçek zamanlı veriler
• Uygun olduğu şekilde üretim kalitesine ilişkin gerçek zamanlı veriler
• Hareket dizilerinin hassas kontrolü ve yürütülmesi
• Üretim verilerinin ve üretim hacminin otomatik takibi
• Makine düzeyinde ve tesis genelindeki yönetim sistemleriyle kolay bağlantı

Akıllı mekatronik birinci adım: Çevrimiçi konfigürasyon

Akıllı mekatroniklerin tasarımı ve devreye alınması önceki mekatronik sistemlere göre daha hızlı ve kolaydır. Bu faydalıdır çünkü mekatronik doğası gereği oldukça karmaşıktır; birden fazla doğrusal bileşenin, sürücünün, kontrol cihazının ve operatör arayüzünün eşzamanlı olarak değerlendirilmesini ve boyutlandırılmasını ve ardından bunların dikkatli bir şekilde birleştirilmesini gerektirir.

Akıllı bir mekatronik makinesini belirlemenin, satın almanın ve devreye almanın ilk adımı, tedarikçi portalları aracılığıyla erişilebilen çevrimiçi araçlardan yararlanmaktır. Bu yapılandırma araçları, mühendislerin minimum programlamayla "kutudan çıktığı gibi" çalışmaya hazır akıllı sistemler oluşturmasına olanak tanır. Bu nedenle, belki de en çok, elektrik ve akışkan gücüyle çalıştırma (doğrusal hareket dahil) ve hareket kontrolleri konusunda yalnızca temel bir anlayışa sahip mühendisler için faydalıdır. Kullanıcılar strok, iş parçası ağırlığı ve çevrim süresi gibi parametreleri giriyor ve bu parametreler daha sonra çevrimiçi aracın CAD ortamında doğrulanabilecek bir çıktı oluşturuyor. Aşağıdaki boyutlandırma ve yapılandırıcı istemleri ile Kartezyen robot, presleme makinesi veya birleştirme makinesi gibi komple mekatronik çözümün tüm bileşenleri tek seferde belirlenebilir. Bu, mühendislerin tek bir tedarikçiden eksiksiz bir çözüm elde etmesine olanak tanıyan bir seçenektir; tak ve üret uygulamasına hazır, önceden programlanmış hareket sekanslarıyla birlikte gönderilen entegre bir sistemi alır.

Daha akıllı, daha basit operasyonel kontrol

Akıllı mekatronik, gerçek zamanlı durum izleme sensörleri ile genellikle "şeffaf" üretim süreçleriyle üretkenliği ve esnekliği artırabilir.

Bazı üreticilerin bu tür izlemeyi desteklemek için operasyona özel mekatronik fonksiyon kitlerini nasıl sunduğunu bir düşünün. Örneğin, bir presleme makinesine yönelik bir fonksiyon kiti, presleme ve montaj işlemlerini desteklemek için bir elektromekanik silindir, servo sürücü, motor, kontrolör, sensörler ve operatör yazılımını içerebilir. Böyle bir fonksiyon kiti kullanılarak oluşturulan makinelerin uygulanması kolaydır, çünkü bileşenler önceden yüklenmiş işletim yazılımıyla ve servo sürücüde çalışmaya hazır otomatik parametrelendirmeyle birlikte gelir; dolayısıyla makineyi çevrimiçi duruma getirmek için hareket kontrolü programlama bilgisine gerek yoktur. Yazılım, operatörlerin, örneğin bilyalı rulmanların bir mahfazaya bastırılması gibi üretim süreçlerini sezgisel olarak oluşturmasına olanak tanıyan, sürükle ve bırak özellikli bir grafik kullanıcı arayüzüne (GUI) sahiptir.

Ayrıca makine, işlemleri ölçmek ve takip etmek için entegre bir kuvvet sensörüyle birlikte gelebilir. Örneğin, bir rulman presi uygulamasındaki bu tür sensörler, bilyaları rulman yuvalarına yerleştirmek için tam olarak doğru kuvveti uyguladığından emin olmak amacıyla lineer aktüatörü izleyebilir. Bu arada sistem kontrolleri, aktüatörlerin hassas bir şekilde kontrol edilen sıralarda düzgün şekilde çalışmasını sağlayarak kalite kontrolünü de gerçekleştirebilir. Bir pres makinesindeki bu tür diziler tipik olarak saatte yüzlerce hatta binlerce kez tekrarlandığından, sistemin kontrolörü her hareket döngüsünün ölçümlerini kaydeder ve ardından depolama için iletir. Operatörler daha sonra süreç sonuçlarının görselleştirmelerini oluşturmak için denetleyici paketindeki araçları kullanabilir. Bunlar, baskı kuvvetlerinin süreç eşiklerini aşıp aşmadığını haritalandırabilir ve operatörlerin iş istasyonlarında gerçek zamanlı olarak kuvvet-yer değiştirme eğrilerini analiz etmelerine olanak tanıyabilir. Bu tür veriler, deneyimli makine operatörlerinin, uzman yazılım mühendisleri tarafından herhangi bir özel programlama veya kalite analitiği geliştirmesi olmaksızın, en yüksek üretim kalitesini ve üretkenliğini korumasını sağlar.

Ayrıca veriler sistem arayüzleri aracılığıyla tesis çapındaki veya bulut tabanlı üretim analitiği sistemlerine de aktarılabilir; bu da akıllı mekatronik sistemini bir şirketin Endüstri 4.0 platformunun ayrılmaz bir bileşeni haline getirir.

Benzer yetenekler, alma ve yerleştirme veya taşıma operasyonları için Kartezyen taşıma robotları gibi doğrusal hareket sistemleri de dahil olmak üzere diğer fabrika otomasyon senaryoları için de kullanılıyor. Eksiksiz taşıma sistemleri için gerekli olan tüm doğrusal modülleri, aktüatörleri ve uç efektörleri, kabloları, sensörleri, elektrikli sürücüleri ve denetleyiciyi boyutlandırmak ve belirlemek için benzer çevrimiçi yapılandırma araçlarını kullanırlar.

Akıllı mekatronik uygulamaları iş başında

Akıllı mekatronik, gelişmiş teknolojinin karmaşık mühendislik sorunlarını nasıl daha basit bir şekilde çözebileceğini gösteriyor. Yaygın bir endüstri senaryosunda, makine üreticileri genellikle ayrı bileşenleri (doğrusal aktüatörler, kontrolörler, güç kaynakları, uç efektörler ve daha fazlası) sipariş edip entegre ederek kendi mekatronik düzeneklerini geliştirmeye çalıştılar. Bu süreç çoğu zaman zahmetli ve zaman alıcıdır.

Birçok şirkette veya sistem entegratöründe, makine mühendisliği grubunun bir bileşen setini belirlemek ve sipariş etmekten sorumlu olması, elektrik grubunun ise bileşenlerini sipariş etmesi yaygındır. Bu tür düzenlemeler satın alma departmanı için daha zorludur ve mühendislik personeli her şeyin fiziksel olarak birbirine uygun hale getirilmesi ve belirtildiği gibi çalışmasını sağlayacak şekilde programlanmasıyla görevlendirilir.

Akıllı mekatronik konsepti bu paradigmayı değiştiriyor ve bu süreçte mühendislere zaman ve kaynak ayırabilmeleri için daha karmaşık ve zorlu tasarım konularına zaman ayırabilmelerini sağlıyor. Hiç şüphe yok ki, akıllı mekatronik teknolojisinin sunduğu faydalar ve avantajlar, üreticilerin Endüstri 4.0 gerekliliklerini desteklemek için yerleşik zeka ve sensör teknolojisiyle daha üretime hazır sistemler oluşturmasına yardımcı olacaktır.

Akıllı mekatronik konsepti çok sezgisel olmasına rağmen, eksiksiz, yüksek performanslı mekatronik oluşturmak için gerekli olan tüm bileşen yelpazesini (doğrusal hareket ürünleri, kontrolörler, servo sürücüler ve operatör yazılımı) içeren portföyleri ve mühendislik uzmanlığı olan mekatronik tedarikçileriyle çalışmak hala önemlidir. çözümler. Akıllı mekatronik hareketlerin vaat ettiği kullanım kolaylığının baştan sona tam olarak yerine getirildiğinden emin olmak için konfigürasyon araçlarının kalitesini ve kullanım kolaylığını değerlendirmek de önemlidir. Bu, makine üreticilerinin ve son kullanıcıların, operasyonlarında akıllı mekatroniğin tak ve üret avantajlarından tam olarak yararlanabilmesini sağlamaya yardımcı olur.