Сучасні OEM-виробники виробничих систем і кінцеві користувачі систем автоматизації постійно шукають технологічний прогрес, щоб полегшити собі життя. Інновації Industry 4.0 стали поштовхом до нового класу розумних технологій, які поєднують цифрову електроніку та комунікаційні інтерфейси для більшої витонченості, функціональності та простоти у використанні.

Оскільки все більше виробничих компаній використовують технологію, готову до Industry 4.0, нові інтелектуальні технології мехатроніки надають машинам більший інтелект і універсальність. Ці передові системи також легше визначити, замовити та розгорнути, ніж попередні варіанти, що підвищує їх цінність для виробників комплектного обладнання та кінцевих користувачів.

Розуміння можливостей інтелектуальної мехатроніки може допомогти інженерам-проектувальникам систем визначити, як найкраще використовувати цю мехатроніку, щоб зробити свої виробничі рішення висококонкурентоспроможними.

Сучасна мехатроніка інтегрована та універсальна

Мехатроніка — це системи та вузли, які поєднують різні механічні та електронні компоненти в рішення, призначені для конкретних завдань. У світі руху двома прикладами є складання та транспортування продукції, що задовольняється мехатронними системами лінійного руху та декартовими роботами. Основою мехатроніки є тісна інтеграція електронних двигунів, елементів керування, датчиків і лінійних компонентів. Мехатроніку можна вважати попередником технологій Індустрії 4.0.

Інтелектуальна мехатроніка розвиває цю концепцію далі — приймаючи форму повних рішень, які включають вдосконалені датчики та зручні для оператора платформи керування. Ці системи дають:

• Дані про продуктивність машини в реальному часі
• Дані в реальному часі про якість виробництва, якщо це можливо
• Точний контроль і виконання послідовностей рухів
• Автоматизоване відстеження виробничих даних і пропускної здатності
• Легке підключення до систем управління на рівні машин і заводу

Інтелектуальна мехатроніка, крок перший: конфігурація онлайн

Інтелектуальна мехатроніка швидша та легша для проектування та введення в експлуатацію, ніж попередні системи мехатроніки. Це корисно, тому що мехатроніка за своєю природою є досить складною — вимагає одночасного розгляду та визначення розмірів кількох лінійних компонентів, приводів, контролерів та інтерфейсів оператора... а потім їх ретельного поєднання.

Першим кроком у визначенні, придбанні та введенні в експлуатацію розумної мехатронної машини є використання онлайн-інструментів, доступних через портали постачальників. Ці інструменти конфігурації дозволяють інженерам створювати інтелектуальні системи, готові до роботи «з коробки» з мінімальним програмуванням... тому вони, мабуть, найбільш корисні для інженерів, які мають лише базове уявлення про електричний і рідинний привод (включаючи лінійний рух) і керування рухом. Користувачі вводять такі параметри, як хід, вага заготовки та тривалість циклу, що потім генерує вихідні дані, які можна перевірити в середовищі CAD онлайн-інструменту. У наступних підказках конфігуратора та визначення розмірів усі компоненти повного мехатронного рішення, наприклад, декартовий робот, прес-машина або з’єднувальний верстат, можна вказати одним рухом. Це варіант, який дозволяє інженерам отримати повне рішення від одного постачальника — отримати інтегровану систему, що постачається з попередньо запрограмованими послідовностями рухів, готовими до впровадження підключи та вироби.

Розумніше та простіше операційне керування

Розумна мехатроніка може підвищити продуктивність і гнучкість, як правило, за допомогою «прозорих» виробничих процесів — із датчиками для моніторингу стану в реальному часі.

Просто подумайте про те, як деякі виробники пропонують спеціальні комплекти мехатронних функцій для підтримки такого моніторингу. Наприклад, один функціональний комплект для пресової машини може включати електромеханічний циліндр, сервопривод, двигун, контролер, датчики та програмне забезпечення оператора для підтримки операцій пресування та з’єднання. Машини, створені з використанням такого функціонального набору, легко впроваджувати, оскільки компоненти постачаються з попередньо встановленим робочим програмним забезпеченням… і автоматичною параметризацією, готовою до запуску на сервоприводі — тому для роботи машини не потрібні знання програмування керування рухом. Програмне забезпечення має графічний інтерфейс користувача (GUI) з можливістю перетягування, який дозволяє операторам інтуїтивно створювати виробничі послідовності, наприклад, запресовувати кулькові підшипники в корпус.

Крім того, машина може поставлятися з вбудованим датчиком сили для вимірювання та відстеження операцій. Наприклад, такі датчики в застосуванні пресування підшипників можуть відстежувати лінійний привід, щоб переконатися, що він застосовує правильну силу для вставлення кульок у корпус підшипника. Водночас засоби керування системою також можуть здійснювати контроль якості, гарантуючи, що приводи належним чином виконують свої точно контрольовані послідовності. Оскільки такі послідовності на прес-машині зазвичай повторюються сотні або навіть тисячі разів на годину, контролер системи записує, а потім пересилає для зберігання вимірювання кожного циклу руху. Потім оператори можуть використовувати інструменти в пакеті контролера для створення візуалізацій результатів процесу. Вони можуть відображати, чи перевищували або не досягали сили пресування порогові значення процесу... і дозволяли операторам аналізувати криві зусилля-переміщення в режимі реального часу на своїх робочих станціях. Такі дані дозволяють досвідченим операторам машин підтримувати високу якість виробництва та продуктивність без будь-якого спеціалізованого програмування чи розробки аналізу якості експертними інженерами-програмістами.

Крім того, дані також можна експортувати через системні інтерфейси до загальнозаводських або хмарних виробничих аналітичних систем… що робить інтелектуальну систему мехатроніки невід’ємним компонентом платформи Industry 4.0 компанії.

Подібні можливості також розгортаються для інших сценаріїв автоматизації виробництва, включаючи системи лінійного руху, такі як декартові роботи-розвантажувачі для операцій підбору та розміщення або транспортування. Вони використовують подібні онлайн-інструменти конфігурації для визначення розмірів і визначення всіх лінійних модулів, приводів і кінцевих ефекторів, кабелів, датчиків, електроприводів і контролерів, необхідних для повних систем транспортування.

Програми розумної мехатроніки в дії

Розумна мехатроніка демонструє, як складні технології можуть вирішувати складні інженерні проблеми більш простим способом. У звичайному галузевому сценарії виробники машин зазвичай намагаються розробити власні вузли мехатроніки, замовляючи та інтегруючи окремі компоненти — лінійні приводи, контролери, джерела живлення, кінцеві виконавці тощо. Цей процес часто громіздкий і займає багато часу.

У багатьох компаніях або системних інтеграторах зазвичай група машинобудування відповідає за специфікацію та замовлення одного набору компонентів, тоді як група електриків замовляє свої компоненти. Такі домовленості є складнішими для відділу закупівель, і інженерному персоналу доручено зібрати все разом фізично та запрограмувати це, щоб забезпечити роботу, як зазначено.

Концепція інтелектуальної мехатроніки змінює цю парадигму і в процесі звільняє інженерів, щоб вони могли приділяти час і ресурси більш складним і складним питанням проектування. Без сумніву, переваги, які пропонує технологія інтелектуальної мехатроніки, допоможуть виробникам створювати більш готові до виробництва системи з вбудованими інтелектуальними та сенсорними технологіями для підтримки вимог Industry 4.0.

Незважаючи на те, що концепція інтелектуальної мехатроніки дуже інтуїтивно зрозуміла, все одно важливо працювати з постачальниками мехатроніки, чиї портфоліо та інженерний досвід охоплюють повний спектр компонентів — продуктів лінійного руху, контролерів, сервоприводів та програмного забезпечення оператора — необхідних для створення повної, високопродуктивної мехатроніки. рішення. Також важливо оцінити якість і простоту використання їхніх інструментів конфігурації, щоб переконатися, що простота використання, яку обіцяють інтелектуальні механізми мехатроніки — від початку до кінця — забезпечується повністю. Це допомагає виробникам машин і кінцевим користувачам повністю використовувати переваги інтелектуальної мехатроніки «підключай і виробляй» у своїй діяльності.