आज के विनिर्माण प्रणाली निर्माता और स्वचालन के अंतिम उपयोगकर्ता अपने जीवन को आसान बनाने के लिए लगातार तकनीकी प्रगति की तलाश में हैं। उद्योग 4.0 के नवाचारों ने स्मार्ट प्रौद्योगिकियों के एक नए वर्ग को जन्म दिया है जो अधिक परिष्कार, कार्यक्षमता और उपयोग में आसानी के लिए डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स और संचार इंटरफेस को जोड़ते हैं।

जैसे-जैसे अधिक से अधिक विनिर्माण कंपनियां इंडस्ट्री 4.0 के लिए तैयार तकनीक को अपना रही हैं, उभरती हुई स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स तकनीकें मशीनों को अधिक बुद्धिमत्ता और बहुमुखी प्रतिभा प्रदान कर रही हैं। ये उन्नत प्रणालियाँ पहले के विकल्पों की तुलना में निर्दिष्ट करने, ऑर्डर करने और तैनात करने में भी आसान हैं - जिससे OEM और अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए इनका मूल्य बढ़ जाता है।

स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स की क्षमताओं को समझने से सिस्टम डिजाइन इंजीनियरों को यह आकलन करने में मदद मिल सकती है कि अपने विनिर्माण समाधानों को अत्यधिक प्रतिस्पर्धी बनाने के लिए इन मेकाट्रॉनिक्स का सर्वोत्तम उपयोग कैसे किया जाए।

आधुनिक मेकाट्रॉनिक्स एकीकृत और बहुमुखी हैं।

मेकाट्रॉनिक्स ऐसी प्रणालियाँ और उप-संयोजन हैं जो विशिष्ट कार्यों के लिए समर्पित समाधानों में विभिन्न यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक घटकों को संयोजित करते हैं। गति की दुनिया में, इसके दो उदाहरण हैं उत्पाद संयोजन और परिवहन, जो मेकाट्रॉनिक रैखिक गति प्रणालियों और कार्टेशियन रोबोटों द्वारा पूर्ण किए जाते हैं। मेकाट्रॉनिक्स का मूल आधार इलेक्ट्रॉनिक मोटर, नियंत्रण, सेंसर और रैखिक घटकों का सुदृढ़ एकीकरण है। मेकाट्रॉनिक्स को उद्योग 4.0 प्रौद्योगिकियों का अग्रदूत माना जा सकता है।

स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स इस अवधारणा को और आगे ले जाता है — उन्नत सेंसर और ऑपरेटर-अनुकूल नियंत्रक प्लेटफार्मों को शामिल करते हुए संपूर्ण समाधानों का रूप लेता है। ये प्रणालियाँ निम्नलिखित लाभ प्रदान करती हैं:

• मशीन के प्रदर्शन पर वास्तविक समय का डेटा
• आवश्यकतानुसार विनिर्माण गुणवत्ता पर वास्तविक समय का डेटा
• गति अनुक्रमों का सटीक नियंत्रण और निष्पादन
• उत्पादन डेटा और थ्रूपुट की स्वचालित ट्रैकिंग
• मशीन-स्तरीय और प्लांट-व्यापी प्रबंधन प्रणालियों के साथ आसान कनेक्टिविटी

स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स का पहला चरण: ऑनलाइन कॉन्फ़िगरेशन

स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स, पिछले मेकाट्रॉनिक्स सिस्टमों की तुलना में डिज़ाइन और चालू करने में तेज़ और आसान हैं। यह इसलिए उपयोगी है क्योंकि मेकाट्रॉनिक्स अपने स्वभाव से ही काफी जटिल होते हैं — इनमें कई रैखिक घटकों, ड्राइव, नियंत्रकों और ऑपरेटर इंटरफेस पर एक साथ विचार करना और उनका आकार निर्धारित करना... और फिर उनका सावधानीपूर्वक संयोजन करना आवश्यक होता है।

स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स मशीन को निर्दिष्ट करने, खरीदने और चालू करने का पहला चरण आपूर्तिकर्ता पोर्टलों के माध्यम से उपलब्ध ऑनलाइन टूल का उपयोग करना है। ये कॉन्फ़िगरेशन टूल इंजीनियरों को न्यूनतम प्रोग्रामिंग के साथ तुरंत उपयोग के लिए तैयार बुद्धिमान सिस्टम बनाने की सुविधा देते हैं... इसलिए ये उन इंजीनियरों के लिए सबसे उपयोगी हैं जिन्हें विद्युत और द्रव-शक्ति सक्रियण (रैखिक गति सहित) और गति नियंत्रण की बुनियादी समझ है। उपयोगकर्ता स्ट्रोक, वर्कपीस का वजन और चक्र समय जैसे पैरामीटर दर्ज करते हैं, जिससे एक आउटपुट उत्पन्न होता है जिसे ऑनलाइन टूल के CAD वातावरण में सत्यापित किया जा सकता है। इसके बाद, कार्टेशियन रोबोट, प्रेसिंग मशीन या जॉइनिंग मशीन जैसे संपूर्ण मेकाट्रॉनिक समाधान के सभी घटकों को एक ही बार में निर्दिष्ट किया जा सकता है। यह एक ऐसा विकल्प है जो इंजीनियरों को एक ही आपूर्तिकर्ता से संपूर्ण समाधान प्राप्त करने की सुविधा देता है - उन्हें पहले से प्रोग्राम किए गए गति अनुक्रमों के साथ एक एकीकृत सिस्टम प्राप्त होता है जो प्लग-एंड-प्रोड्यूस कार्यान्वयन के लिए तैयार होता है।

बेहतर, सरल परिचालन नियंत्रण

स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स उत्पादकता और लचीलेपन को बढ़ा सकता है, आमतौर पर "पारदर्शी" उत्पादन प्रक्रियाओं के साथ - वास्तविक समय की स्थिति की निगरानी के लिए सेंसर के साथ।

ज़रा सोचिए कि कुछ निर्माता इस तरह की निगरानी के लिए ऑपरेशन-विशिष्ट मेकाट्रॉनिक फ़ंक्शन किट कैसे पेश करते हैं। उदाहरण के लिए, एक प्रेसिंग मशीन के लिए एक फ़ंक्शन किट में इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिलेंडर, सर्वो ड्राइव, मोटर, कंट्रोलर, सेंसर और ऑपरेटर सॉफ़्टवेयर शामिल हो सकते हैं जो प्रेसिंग और जॉइनिंग असेंबली ऑपरेशन में सहायता करते हैं। ऐसे फ़ंक्शन किट का उपयोग करके बनाई गई मशीनें आसानी से लागू की जा सकती हैं, क्योंकि घटकों में ऑपरेटिंग सॉफ़्टवेयर पहले से इंस्टॉल होता है... और सर्वो ड्राइव पर चलने के लिए स्वचालित पैरामीटराइज़ेशन तैयार होता है - इसलिए मशीन को ऑनलाइन करने के लिए मोशन कंट्रोल प्रोग्रामिंग के ज्ञान की आवश्यकता नहीं होती है। सॉफ़्टवेयर में एक ड्रैग-एंड-ड्रॉप ग्राफ़िकल यूज़र इंटरफ़ेस (GUI) होता है जो ऑपरेटरों को सहज रूप से उत्पादन अनुक्रम बनाने की सुविधा देता है - उदाहरण के लिए, बॉल बियरिंग को हाउसिंग में प्रेस करना।

इसके अलावा, मशीन में संचालन को मापने और ट्रैक करने के लिए एक एकीकृत बल सेंसर भी हो सकता है। उदाहरण के लिए, बेयरिंग-प्रेस एप्लिकेशन में ऐसे सेंसर लीनियर एक्चुएटर को ट्रैक कर सकते हैं ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह गेंदों को उनके बेयरिंग हाउसिंग में डालने के लिए बिल्कुल सही बल लगा रहा है। साथ ही, सिस्टम कंट्रोल यह सुनिश्चित करके गुणवत्ता नियंत्रण भी कर सकते हैं कि एक्चुएटर अपने सटीक रूप से नियंत्रित अनुक्रमों के अनुसार सही ढंग से चल रहे हैं। चूंकि प्रेसिंग मशीन पर ऐसे अनुक्रम आमतौर पर प्रति घंटे सैकड़ों या हजारों बार दोहराए जाते हैं, इसलिए सिस्टम का कंट्रोलर प्रत्येक गति चक्र के मापों को रिकॉर्ड करता है और फिर उन्हें स्टोरेज के लिए भेज देता है। ऑपरेटर फिर कंट्रोलर पैकेज में मौजूद टूल का उपयोग करके प्रक्रिया परिणामों का विज़ुअलाइज़ेशन बना सकते हैं। ये मैप कर सकते हैं कि प्रेसिंग बल प्रक्रिया सीमा से अधिक थे या नहीं... और ऑपरेटरों को अपने वर्कस्टेशन पर वास्तविक समय में बल-विस्थापन वक्रों का विश्लेषण करने की सुविधा देते हैं। इस तरह का डेटा अनुभवी मशीन ऑपरेटरों को विशेषज्ञ सॉफ्टवेयर इंजीनियरों द्वारा किसी विशेष प्रोग्रामिंग या गुणवत्ता विश्लेषण विकास के बिना उच्च विनिर्माण गुणवत्ता और उत्पादकता बनाए रखने में सक्षम बनाता है।

इसके अलावा, सिस्टम इंटरफेस के माध्यम से डेटा को प्लांट-व्यापी या क्लाउड-आधारित विनिर्माण विश्लेषण प्रणालियों में भी निर्यात किया जा सकता है... जिससे स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स सिस्टम किसी कंपनी के इंडस्ट्री 4.0 प्लेटफॉर्म का एक अभिन्न अंग बन जाता है।

इसी तरह की क्षमताओं का उपयोग अन्य फैक्ट्री स्वचालन परिदृश्यों के लिए भी किया जा रहा है, जिनमें पिक-एंड-प्लेस या परिवहन कार्यों के लिए कार्टेशियन हैंडलिंग रोबोट जैसे रैखिक गति प्रणालियाँ शामिल हैं। ये संपूर्ण हैंडलिंग सिस्टम के लिए आवश्यक सभी रैखिक मॉड्यूल, एक्चुएटर और एंड इफेक्टर, केबलिंग, सेंसर, इलेक्ट्रिक ड्राइव और कंट्रोलर के आकार और विनिर्देशन के लिए समान ऑनलाइन कॉन्फ़िगरेशन टूल का उपयोग करते हैं।

स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स अनुप्रयोगों का व्यावहारिक प्रदर्शन

स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स यह दर्शाता है कि कैसे परिष्कृत तकनीक जटिल इंजीनियरिंग समस्याओं को सरल तरीके से हल कर सकती है। उद्योग में आम तौर पर, मशीन निर्माता अलग-अलग घटकों - लीनियर एक्चुएटर्स, कंट्रोलर्स, पावर सप्लाई, एंड इफेक्टर्स आदि को ऑर्डर करके और एकीकृत करके अपने स्वयं के मेकाट्रॉनिक्स असेंबली विकसित करने का प्रयास करते हैं। यह प्रक्रिया अक्सर बोझिल और समय लेने वाली होती है।

कई कंपनियों या सिस्टम इंटीग्रेटर्स में, यह आम बात है कि मैकेनिकल इंजीनियरिंग समूह घटकों के एक सेट को निर्दिष्ट करने और ऑर्डर करने के लिए जिम्मेदार होता है, जबकि इलेक्ट्रिकल समूह अपने घटकों को ऑर्डर करता है। इस तरह की व्यवस्थाएं खरीद विभाग के लिए अधिक चुनौतीपूर्ण होती हैं, और इंजीनियरिंग कर्मचारियों को यह सुनिश्चित करने का काम सौंपा जाता है कि ये सभी भौतिक रूप से एक साथ फिट हों और निर्दिष्ट अनुसार कार्य करें।

स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स की अवधारणा इस सोच को बदल देती है और इस प्रक्रिया में इंजीनियरों को अधिक जटिल और चुनौतीपूर्ण डिज़ाइन संबंधी मुद्दों पर समय और संसाधन लगाने की स्वतंत्रता प्रदान करती है। निस्संदेह, स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स तकनीक द्वारा प्रदान किए जाने वाले लाभ और फायदे निर्माताओं को उद्योग 4.0 की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अंतर्निहित बुद्धिमत्ता और सेंसर तकनीक से युक्त अधिक उत्पादन-तैयार प्रणालियाँ बनाने में मदद करेंगे।

स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स की अवधारणा भले ही बहुत सहज हो, फिर भी ऐसे मेकाट्रॉनिक्स आपूर्तिकर्ताओं के साथ काम करना महत्वपूर्ण है जिनके पोर्टफोलियो और इंजीनियरिंग विशेषज्ञता में उच्च-प्रदर्शन वाले संपूर्ण मेकाट्रॉनिक्स समाधानों के निर्माण के लिए आवश्यक सभी घटक - लीनियर मोशन उत्पाद, नियंत्रक, सर्वो ड्राइव और ऑपरेटर सॉफ़्टवेयर - शामिल हों। उनके कॉन्फ़िगरेशन टूल की गुणवत्ता और उपयोग में आसानी का आकलन करना भी ज़रूरी है, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स मूवमेंट द्वारा शुरू से अंत तक वादा की गई उपयोग में आसानी पूरी तरह से प्राप्त हो। इससे यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि मशीन निर्माता और अंतिम उपयोगकर्ता अपने कार्यों में स्मार्ट मेकाट्रॉनिक्स के प्लग-एंड-प्रोड्यूस लाभों का पूरी तरह से उपयोग कर सकें।