Vähäenergiaisemmat ja uusiutuvilla luonnonvaroilla toimivat liikkeenohjausjärjestelmät ovat avainasemassa energiatehokkaiden laitteiden kehittämisessä ja osa kestävää yritysstrategiaa.

Digitaalinen transformaatio

Nykypäivän valmistajat ovat vuorovaikutuksessa digitaalisen automaation ja yksityiskohtaisten käyttöliittymien kanssa jokapäiväisessä elämässään ja odottavat samaa digitaalista kyvykkyyttä teollisuusjärjestelmiltä. Yritysten digitaalisesti muuttaessa toimintaansa ne näkevät todellisia ja luotettavia etuja.

Laitteisiin upotetut anturit seuraavat jatkuvasti lämpötilaa, sijaintia, kuormitusta ja kulumista reaaliajassa. Valvonta, automaattinen konfigurointi ja diagnostiikka sekä kojelaudoissa esitetyt kerätyt prosessitiedot antavat käyttäjille tarvittavat tiedot luotettavien ja tietoon perustuvien päätösten tekemiseen. Yhdistetyt liikkeenohjausjärjestelmät mahdollistavat käyttäjille tuotannon suorituskyvyn, energiankulutuksen ja luotettavuuden analysoinnin.

Näiden tietojen käyttöoikeus koontinäyttöjen kautta antaa valmistajille paremman hallinnan ja jatkuvan toiminnan ja viime kädessä tuotannon parantamisen.

Markkinakilpailu

Työvoimapulan ja toimitusketjuongelmien vuoksi yritysten on vaikeampaa säilyttää kilpailuetuaan koskaan. Lisäksi teollisen valmistuksen digitaalinen transformaatio ja sitä ajavat edistyneet teknologiat ovat mahdollistaneet niihin investoiville yrityksille toimintansa merkittävän optimoinnin.

Muuttuviin markkinoiden tarpeisiin reagoitaessa ja asiakkaiden kysyntään luotettavasti vastattaessa on nyt suurempi tarve kuin koskaan pysyä ketteränä pysyäkseen markkinoiden eturintamassa. Valmistajien on minimoitava koneiden seisokkiajat ja maksimoitava tuotanto, ja verkottuneiden hybridiautomaatioratkaisujen käyttöönotto voi auttaa parantamaan koneiden luotettavuutta ja käyttöaikaa.

Yritykset etsivät täydellistä liikkeenohjauspakettia energiankulutuksen optimoimiseksi, toiminnan tehostamiseksi ja toimialojensa kehityksen kärjessä pysymiseksi. Johtavat teknologiatoimittajat ymmärtävät tämän ja ovat kehittäneet valikoiman edistyneitä, integroituja ratkaisuja, jotka yhdistävät servokäyttöjä, moottoreita ja sähköisiä toimilaitteita sekä pneumatiikkaa.

Laitevalmistajilla (OEM) on merkittävä mahdollisuus sisällyttää hybridiautomaatiojärjestelmiä konesuunnitteluun, joka vastaa paremmin asiakkaiden suurimpiin tarpeisiin ja huolenaiheisiin.

Automaatio ja nykyaikainen konesuunnittelu

Yksi tapa, jolla yritykset ratkaisevat haasteita ja lisäävät tuotantoa, on integroida pienempiä ja kehittyneempiä koneita tuotantolinjoihinsa. Pienemmän tilan ansiosta samaan tuotantotilaan mahtuu useampia koneita, ja edistynyt liikkeenohjausteknologia voi mahdollistaa tarkempien tehtävien automatisoinnin kokoonpanosta lopputuotteen tarkastukseen.

Valmistajat etsivät myös liikkeenohjausteknologiaa, jolla on seuraavat ominaisuudet: parempi tarkkuus hävikin vähentämiseksi; lyhyemmät sykliajat tuoton lisäämiseksi; ja suurempi asennon joustavuus, jonka avulla käyttäjät voivat muuttaa koneohjelmia napin painalluksella. Näillä ominaisuuksilla varustettujen koneiden käyttö voi johtaa suurempaan tuotantoon lyhyemmässä ajassa, parantaa kestävyyttä ja vähentää kustannuksia.

Pneumaattisen, sähköisen tai hybridiliikkeenohjauksen valitseminen

Saatavilla on monia liikkeenohjausvaihtoehtoja, ja niiden välillä valitseminen voi olla hämmentävää. Milloin laitevalmistajat käyttävät sähköistä, milloin paineilmaa ja milloin molempia?

Liikkuvuusratkaisuja valittaessa on otettava huomioon monia tekijöitä ja huolenaiheita:

1. Täyttävätkö ne sovelluksen suorituskyky-, joustavuus- ja tarkkuusvaatimukset?
2. Mitkä ovat alkuvaiheen käyttökustannukset ja jatkuvat ylläpitokustannukset?
3. Miten ne vaikuttavat koneen energiatehokkuuteen?
4. Miten liiketunnistustuotteet integroituvat muihin laitteisiin?
5. Voivatko he kerätä tietoja ja analysoida laitteen kuntoa?
6. Helpottavatko ja nopeuttavatko ne koneen suunnittelua?
7. Millainen on uuden teknologian oppimiskäyrä?

Pneumaattisella ja sähköisellä liikkeenohjauksella on kummallakin omat etunsa sovelluksen tarpeista riippuen, ja sovellus voi hyötyä jommastakummasta tai molemmista. Joissakin sovelluksissa on melko selvää, kumpi sopii parhaiten. Yksinkertaiseen mekanismiin laatikoiden työntämiseksi pois kuljettimelta pneumaattinen sylinteri on järkevin. Jos nämä laatikot kuitenkin lajitellaan eri linjoille tai kuljettimen eri paikkoihin, tarvitaan useita asentoja tukeva sähköinen toimilaite.

Monimutkaisemmissa sovelluksissa valinta voi olla epäselvä. Tämä on yksi merkki siitä, että sovellukset voivat hyötyä eniten molempien käytöstä. Sähkömekaaniset sylinterit voivat käyttää paineilmaa pneumaattisen liittimen kautta tiivistysilman aikaansaamiseksi täyttösovelluksissa. Kokoonpanojärjestelmissä sähköinen lineaarinen moniakselijärjestelmä voi käyttää pneumaattista tarttujaa. Ja pystysuunnassa toimiva sähköinen lineaariakseli voi käyttää pneumaattista sylinteriä painon kompensointiin.

Teknologioiden välinen automaatio antaa laitevalmistajille mahdollisuuden hyödyntää sekä pneumaattisen että sähköisen liikkeenohjausteknologian toisiaan täydentäviä vahvuuksia samassa sovelluksessa ja siirtää hyödyt asiakkailleen.

Tarkastellaan kunkin teknologian vahvuuksia ymmärtääksemme paremmin, miten ne voivat toimia yhdessä:

Pneumaattinen liikkeenohjaus

Pneumaattinen liike saavutetaan käyttämällä puristettua kaasua, joka fyysisesti vaikuttaa mekanismiin halutun liikkeen aikaansaamiseksi. Pneumaattisten ratkaisujen on todistettu tarjoavan vankan toiminnan laitteiston, suunnittelun ja asennuksen kannalta, ja pneumaattista järjestelmää päivitettäessä on yleensä vähemmän vaihdettavia tai korvattavia komponentteja verrattuna servojärjestelmään.

Tunnetuin esimerkki pneumaattisesta liikkeenohjauksesta on sylinteri, jossa on sisäinen mäntä, joka tuottaa lineaarista liikettä. Tästä syystä pneumatiikkaa pidetään usein diskreetin liikkeen tekniikkana, joka soveltuu vain mekanismin täydelliseen ulosvetoon tai sisäänvetoon.

Liikkeenohjausteknologian toimittajien jatkuva innovointi on kuitenkin laajentanut mahdollisuuksia. Esimerkiksi jatkuva pyörimisliike voidaan saavuttaa neljänneskierrostoimilaitteilla.

Saatavilla on myös antureita ja virtaussäätimiä toiminnan valvontaan ja optimointiin, kun taas paine-erosäätö mahdollistaa laitteiden jatkuvan pneumaattisen asemoinnin. Käyttämällä suhteellisen pieniä sähköpneumaattisia päälle/pois-solenoidiventtiilejä tai moduloivia asemointiventtiilejä, ohjattua painetta kohdistetaan vakiovastapainetta vasten.

Käyttäjät voivat ohjata asentoa manuaalisesti painikkeilla ja kytkimillä tai automaattisesti ohjelmoitavan logiikkaohjaimen (PLC) tai silmukkaohjaimen avulla.

Sähköinen liikkeenohjaus

Sähkökäyttöiset toimilaitteet yhdistettynä servomoottoreihin tunnetaan suuresta nopeudestaan, äärimmäisestä tarkkuudestaan ​​ja tehokkuudestaan, ja ne saavuttavat liikkeen muuttamalla sähköä pyöriväksi tai lineaariseksi liikkeeksi. Nämä suljetun piirin järjestelmät sisältävät tyypillisesti monimutkaisempia komponentteja, kuten liikkeenohjaimen, servomoottorin, moottorin ja takaisinkytkentäanturin sekä suunnittelukäytäntöjä kuin pneumaattiset liikeratkaisut.

Jokainen servomoottori on liitetty yhteen käyttölaitteeseen, joka noudattaa käskysignaaleja, jotka tarjoavat halutun toiminnon ja voivat tuottaa tarkan paikannuksen, tarkat kulmanopeudet ja vaihtelevat kiihtyvyysprofiilit. Tällaisen valikoiman ansiosta servojärjestelmät voivat tarjota sijainninmukaista liikkeenohjausta erilaisiin sovelluksiin robottivarresta jatkuvasti pyöriviin kuljettimiin.

Koska servomoottorit ja ohjaimet ovat mikroprosessorilaitteita, niillä on korkea sisäänrakennettu toiminnallisuustaso, ja ne voivat tarjota suoraan paikallisia ja etädiagnostiikka- ja tiedonkeruuominaisuuksia kojelaudoille.

PLC:iden ja muiden ohjainten liittäminen servoliikejärjestelmiin voi auttaa laitevalmistajia saavuttamaan entistä kehittyneemmän liikkeenohjauksen ja synkronoinnin. Erikoistoimintoihin kuuluvat erittäin tarkka paikannus alle mikronin toistettavuustasolla, elektroninen nokka-akselisto ja elektroninen vaihteisto, ja niistä voi olla hyötyä monimutkaisimmissakin sovelluksissa, kuten koneistuksessa, robotiikassa ja valmistuslaitteissa.

Esimerkiksi pakkauslinja voi päivittää mekaanisista nokkalevyistä sähköisillä nokkalevyillä varustettuun servoliikkeeseen. Mekaanisilla levyillä muodon muuttaminen on monimutkaista, aikaa vievää ja virhealtista, kun taas sähköisillä nokkalevyillä tapahtuva konemuunnos tapahtuu napin painalluksella. Tämä säästää aikaa, parantaa tarkkuutta, minimoi hylkyä ja alentaa kustannuksia.

Hybridiliikeohjaus

Sähköpneumaattinen hybridiautomaatiojärjestelmä voi auttaa valmistajia soveltamaan sopivia teknologioita kuhunkin tiettyyn toimintoon. Kun kestävyys, paikan joustavuus, tarkkuus, vakaus, hiljainen käyntiääni, liitettävyys ja valvonta ovat tärkeimpiä tekijöitä, sähköisellä liikkeellä on suuria etuja. Kun sovelluksissa on tilarajoituksia, ne vaativat vankkaa toimintaa tai nopeaa suunnittelua, asennusta ja käyttöönottoa, pneumaattinen liikkeenohjaus on paras valinta.

Useimpien tuotantolaitosten tuotantolinjoilla on erilaisia ​​OEM-laitteita, joissa tuote liikkuu koneiden välillä kuljetus- ja keräyskuljettimia pitkin. Nämä linjat tarjoavat monia mahdollisuuksia integroida sekä pneumaattista että sähköistä lineaariliikettä.

Esimerkiksi tyypillinen juomapakkausten tuotantolinja sisältää seuraavat toiminnot: pullojen venytyspuhallusmuovaus, pullojen täyttö ja korkkiminen, kuljetus ja keräys, pullojen etiketöinti, täyttö- ja etiketöintitarkastus, pullojen pakkaaminen laatikoihin sekä laatikoiden lavaus ja kutistemuovaus. Venytyspuhallusmuovaus, laatikoiden taitto ja liiman levitys hyötyvät kaikki pneumaattisesta liikkeestä, kun taas pullojen kuljetus ja sijoittelu täyttö- ja etiketöintilaitteissa hyötyy servoliikkeestä.

Yksinkertaiset kuljetuskuljettimet ja lavausjärjestelmät hyötyvät molemmista liikemuodoista: kuljettimia voidaan käyttää sähkömoottoreilla, ja tuotepysäyttimet ja -portit voivat toimia pneumaattisella toimilaitteella. Irtotavaralaatikoiden käsittely voidaan saavuttaa pneumatiikalla, kun taas interpolointia ja hienosäätöä voidaan ohjata servoliikkeellä.

Hybridiautomaatiojärjestelmien edut

Johtavat liikkeenohjausteknologian toimittajat tarjoavat nyt integroituja, kokonaisvaltaisia ​​ratkaisupaketteja, jotka sisältävät sähköisen, pneumaattisen tai hybridiliikkeenohjauksen. Näihin kattaviin ratkaisuihin kuuluvat kenttätason älykkäät laitteet, liikkeenohjaus, koneohjaus ja analytiikka.

Pneumaattisiin vaihtoehtoihin kuuluvat pneumaattinen sylinteri, venttiilijärjestelmä, ohjain, analytiikka ja yhdyskäytävän kautta toimiva kojelauta, kun taas sähköisiin vaihtoehtoihin kuuluvat sähköinen lineaaritoimilaite, servomoottori ja -käyttölaite, ohjain ja yhdyskäytävän kautta toimiva kojelauta. Vaikka molemmat teknologiat tarjoavat kojelaudat, tiedot ovat saatavilla suoraan servokäytöstä ja pneumaattiset järjestelmät vaativat antureiden lisäämisen.

Tällaisilla täydellisillä, integroiduilla ratkaisuilla on monia etuja sekä laitevalmistajille että heidän asiakkailleen. Koska ne on jo suunniteltu ja koottu, hybridiautomaatiojärjestelmät voivat tehostaa hankintaa, kehitystä ja käyttöönottoa. Muussa tapauksessa laitevalmistajien on hankittava komponentit erikseen ja sovitettava ja suunniteltava ne itse. Tämä ei ainoastaan ​​vie kauemmin ja lisää toimitusketjun monimutkaisuutta, vaan se voi myös aiheuttaa mitoitusongelmia.

Hybridiautomaatiojärjestelmät tarjoavat myös joustavuutta, jonka ansiosta laitevalmistajat voivat suunnitella koneita, jotka pystyvät tuottamaan monenlaisia ​​tuotteita, minimoivat siirtymäajan ja vastaavat ajan myötä muuttuviin vaatimuksiin. Koska monet yritykset kohtaavat jatkuvaa painetta lisätä läpivirtausta samalla, kun ne alentavat käyttökustannuksia, tämä voi lyhentää tuotantomääriä, lisätä koneiden käyttöastetta ja pidentää laitteiden käyttöikää.

Liikkeenohjauksen elektronisen uudelleenkonfiguroinnin avulla käyttäjät voivat muuttaa liikeprofiileja lennossa, ja jotkut järjestelmät tarjoavat tulevaisuudenkestävän rakenteen ja on varustettu ominaisuuksilla, jotka voidaan ottaa käyttöön nyt tai tulevissa konesukupolvissa. Tarjotaksesi asiakkaille mahdollisimman suuren joustavuuden, etsi järjestelmiä, joissa on erittäin monipuoliset sähköiset toimilaitteet, jotka kattavat laajan valikoiman sovellusvaatimuksia.

Kilpailukyvyn säilyttämisen lisäksi hybridiautomaatiojärjestelmät voivat parantaa valmistajien kestävyyttä. Nämä järjestelmät voivat parantaa koneiden tehokkuutta ja vähentää hylkyä, mikä puolestaan ​​alentaa resurssien kulutusta ja kustannuksia. Energiatehokkuus voi auttaa saavuttamaan kestävän kehityksen tavoitteet paremmin, ja kustannussäästöt voivat alentaa kokonaiskustannuksia. Paremman toistettavuuden ja yhdenmukaisuuden saavuttamiseksi on tärkeää etsiä sähköistä lineaariliikettä käyttävä järjestelmä, joka tarjoaa korkeimman luotettavuuden ja tarkkuuden.

Suurempi joustavuus, tehokkuus ja suorituskyky

Laitevalmistajat voivat määrittää, hyödyttääkö hybridiautomaatiojärjestelmä sovellusta, arvioimalla sovelluksen kannalta keskeisiä tekijöitä, mukaan lukien:

1. energiankulutus,
2. toimintakulut,
3. työtehtävien joustavuus,
4. tarkkuus,
5. tärinä ja melu,
6. YLÄKORKO-EX,
7. liitettävyys,
8. koko,
9. asennus ja
10. käyttöönottoaika ja kestävyys.

Sopivimpien ja haluttujen tulosten saavuttamiseksi sopivimpien ratkaisujen valitsemiseksi on tärkeää tehdä yhteistyötä asiantuntevan liikkeenohjauksen ja digitaalisen transformaation kumppanin kanssa, jolla on kattava teknologia- ja kokovalikoima. Tällainen kumppani voi auttaa laitevalmistajia ratkaisujen käyttöönotossa ja tarjota pitkäaikaista tukea.

Hybridiautomaatiojärjestelmien avulla yritysten ei tarvitse valita suorituskyvyn, joustavuuden, kestävyyden, liitettävyyden ja kustannusten välillä. Ne voivat saada kaiken – tarkan ja tehokkaan lineaarisen liikkeen, joustavuuden vastata muuttuviin tuotantovaatimuksiin, dataa ja näkemyksiä tuotannon maksimoimiseksi, optimoidun energiankulutuksen ja alhaisemmat kokonaiskustannukset.