מערכות בקרת תנועה המשתמשות בפחות אנרגיה ויכולות להיות מופעלות על ידי משאבים מתחדשים הן המפתח לציוד יעיל אנרגטית והן חלק מאסטרטגיה תאגידית בת קיימא.

טרנספורמציה דיגיטלית

יצרנים של ימינו מקיימים אינטראקציה עם אוטומציה דיגיטלית וממשקי משתמש מפורטים בחיי היומיום שלהם ומצפים לאותה יכולת דיגיטלית ממערכות תעשייתיות. ככל שחברות עוברות טרנספורמציה דיגיטלית בפעילותן, הן רואות יתרונות אמיתיים ואמינים.

חיישנים משובצים במכשירים עוקבים באופן רציף אחר טמפרטורה, מיקום, עומס ובלאי בזמן אמת. ניטור, תצורה אוטומטית ואבחון ונתוני תהליך שנאספו המוצגים בלוחות מחוונים מעניקים למפעילים את התובנות הדרושות להם כדי לקבל החלטות בטוחות ומושכלות. מערכות בקרת תנועה מחוברות מאפשרות למפעילים לנתח את ביצועי הייצור, צריכת האנרגיה והאמינות.

גישה לתובנות אלו באמצעות לוחות מחוונים מאפשרת ליצרנים לשלוט טוב יותר ולשפר באופן מתמיד את פעילותם, ובסופו של דבר, את הייצור שלהם.

תחרות בשוק

בין מחסור בכוח אדם לבעיות בשרשרת האספקה, מעולם לא היה מאתגר יותר עבור חברות לשמור על יתרון תחרותי. בנוסף, הטרנספורמציה הדיגיטלית של הייצור התעשייתי והטכנולוגיות המתקדמות המניעות אותו אפשרו לחברות שמשקיעות בו לייעל משמעותית את פעילותן.

יש צורך גדול מתמיד להישאר גמישים בתגובה לצרכים משתנים של השוק ולעמוד באופן אמין בדרישות הלקוחות כדי להישאר בחוד החנית של השוק. יצרנים חייבים למזער את זמן השבתת המכונות ולמקסם את הייצור, ושילוב פתרונות אוטומציה היברידיים מחוברים יכול לסייע בשיפור אמינות המכונות וזמן הפעילות שלהן.

כדי לייעל את צריכת האנרגיה, לשפר את הפעילות ולהישאר צעד אחד קדימה בתעשיות שלהן, חברות מחפשות חבילת בקרת תנועה מלאה. ספקי טכנולוגיה מובילים מבינים זאת ופיתחו מגוון פתרונות מתקדמים ומשולבים המשלבים מנועי סרוו, מנועים ומפעילים חשמליים, כמו גם פנאומטיקה.

ליצרני ציוד מקורי (OEM) יש הזדמנות משמעותית לשלב מערכות אוטומציה היברידיות בתכנון מכונות, שיתאימו טוב יותר לצרכים ולדאגות הגדולות ביותר של לקוחותיהם ומענים אותם.

אוטומציה ותכנון מכונות עכשווי

אחת הדרכים שבהן חברות מתגברות על אתגרים ומגדילות את הייצור היא על ידי שילוב מכונות קטנות ומתוחכמות יותר בקווי הייצור שלהן. שטחים קטנים יותר מאפשרים כניסה של יותר מכונות לאותו חלל ייצור, וטכנולוגיית בקרת תנועה מתקדמת יכולה לאפשר אוטומציה של משימות מדויקות יותר, החל מהרכבה ועד לבדיקת מוצר סופית.

יצרנים מחפשים גם טכנולוגיית בקרת תנועה עם: דיוק טוב יותר כדי למנוע בזבוז; זמני מחזור קצרים יותר כדי להגדיל את התפוקה; וגמישות מיקום גדולה יותר כדי לאפשר למפעילים לשנות תוכניות מכונה בלחיצת כפתור. שימוש במכונות עם תכונות אלה יכול להביא לייצור גבוה יותר בפחות זמן, לשפר את הקיימות ולהפחית עלויות.

כיצד לבחור בקרת תנועה פנאומטית, חשמלית או היברידית

ישנן אפשרויות רבות לבקרת תנועה, וייתכן שקשה לדעת כיצד לבחור ביניהן. מתי יצרני ציוד מקורי משתמשים במערכת חשמלית, מתי במערכת פנאומטית ומתי בשניהם?

ישנם גורמים ודאגות רבים שיש לקחת בחשבון בעת ​​בחירת פתרונות תנועה:

1. האם הם עומדים בדרישות הביצועים, הגמישות והדיוק של היישום?
2. מהן עלויות התפעול הראשוניות והתחזוקה המתמשכת?
3. כיצד הם משפיעים על יעילות האנרגיה של המכונה?
4. כיצד מוצרי תנועה ישתלבו עם מכשירים אחרים?
5. האם הם יכולים לאסוף נתונים ולנתח את תקינות המכשיר?
6. האם הם יקלו ומהיר יותר את תכנון המכונה?
7. מהי עקומת הלמידה עבור טכנולוגיה חדשה?

לבקרת תנועה פנאומטית וחשמלית, לכל אחת מהן יתרונות ברורים, בהתאם לצורכי היישום, ויישום עשוי להפיק תועלת מכל אחד מהם או משניהם. עבור יישומים מסוימים, ברור למדי איזו מהן מתאימה ביותר. עבור מנגנון פשוט לדחיפת קופסאות ממסוע, גליל פנאומטי הוא הגיוני ביותר. עם זאת, אם יש למיין את הקופסאות הללו לקווים או למיקומים שונים על המסוע, נדרש מפעיל חשמלי עם מספר מצבים.

ביישומים מורכבים יותר, הבחירה עשויה להיות לא ברורה. זהו סימן אחד לכך שיישומים עשויים להפיק את התועלת הגדולה ביותר משימוש בשניהם. צילינדרים אלקטרומכניים יכולים להשתמש באוויר דחוס דרך מחבר פנאומטי לאיטום אוויר ביישומי מילוי. במערכות הרכבה, מערכת ליניארית חשמלית מרובת צירים יכולה להשתמש בתפס פנאומטי. וציר ליניארי חשמלי הפועל בכיוון אנכי יכול להשתמש בצילינדר פנאומטי לפיצוי משקל.

אוטומציה חוצת טכנולוגיות מאפשרת ליצרני ציוד מקורי (OEM) לרתום את החוזקות המשלימות של טכנולוגיית בקרת תנועה פנאומטית וחשמלית באותו יישום ולהעביר את היתרונות ללקוחותיהם.

בואו נבחן את נקודות החוזק של כל טכנולוגיה כדי להבין טוב יותר כיצד הן יכולות לעבוד יחד:

בקרת תנועה פנאומטית

תנועה פנאומטית מושגת באמצעות שימוש בגז דחוס הפועל פיזית על מנגנון ולייצר את התנועה הנדרשת. פתרונות פנאומטיים הוכחו כמספקים פעולה חזקה בחומרה, בתכנון ובהתקנה, ובדרך כלל יש פחות רכיבים שיש לשנות או להחליף בעת שדרוג מערכת פנאומטית בהשוואה למערכת סרוו.

הדוגמה המוכרת ביותר לבקרת תנועה פנאומטית היא גליל עם בוכנה פנימית, המייצרת תנועה ליניארית. ייתכן שזו הסיבה שפנאומטיקה נחשבת לעתים קרובות לטכנולוגיית תנועה דיסקרטית, המתאימה רק לפתיחה או נסיגה מלאה של מנגנון.

עם זאת, חדשנות מתמשכת המונעת על ידי ספקי טכנולוגיית בקרת תנועה הרחיבה את האפשר. לדוגמה, ניתן להשיג תנועה סיבובית רציפה באמצעות מפעילים רבע סיבוב.

חיישנים ובקרות זרימה זמינים גם לניטור ואופטימיזציה של הפעולה, בעוד שבקרת לחץ דיפרנציאלי מאפשרת לציוד להשיג מיקום פנאומטי רציף. באמצעות שסתומי סולנואיד אלקטרו-פנאומטיים קטנים יחסית להפעלה/כיבוי או שסתומי מיקום מווסתים, מופעל לחץ מבוקר כנגד לחץ אחורי קבוע.

מפעילים יכולים לשלוט במיקום באופן ידני באמצעות כפתורים ומתגים או באופן אוטומטי באמצעות בקר לוגי מתוכנת (PLC) או בקר לולאה.

בקרת תנועה חשמלית

מפעילים חשמליים בשילוב עם מנועי סרוו ידועים במהירות גבוהה, בדיוק מדויק ויעילות, ומשיגים תנועה על ידי המרת חשמל לתנועה סיבובית או ליניארית. מערכות לולאה סגורה אלו כוללות בדרך כלל רכיבים מורכבים יותר, כגון בקר תנועה, הנעת סרוו, מנוע וחיישן משוב ושיטות תכנון, בהשוואה לפתרונות תנועה פנאומטיים.

כל מנוע סרוו משויך להינע אחד הפועל לפי אותות פקודה המספקים את הפונקציה הרצויה ויכול לספק מיקום מדויק, מהירויות זוויתיות מדויקות ופרופילי תאוצה משתנים. עם טווח כזה, מערכות סרוו יכולות לספק בקרת תנועה מיקוםית עבור יישומים שונים, מזרוע רובוט ועד מסועים מסתובבים ברציפות.

מכיוון שמניעי סרוו ובקרים הם התקני מיקרו-מעבד, יש להם רמה גבוהה ומולדת של פונקציונליות מובנית ויכולים להציע ישירות תכונות אבחון ורישום נתונים מקומיות ומרוחקות עבור לוחות מחוונים.

חיבור בקרים מבוקרים ובקרים אחרים למערכות תנועת סרוו יכול לסייע ליצרני ציוד מקורי (OEM) להשיג בקרת תנועה וסנכרון מתקדמים אף יותר. פונקציות ייעודיות כוללות מיקום מדויק ביותר עם חזרתיות תת-מיקרון, זיז אלקטרוני וגלגלי שיניים אלקטרוניים ויכולות להועיל ליישומים המורכבים ביותר, כגון עיבוד שבבי, רובוטיקה וציוד ייצור.

לדוגמה, קו אריזה יכול לשדרג מדיסקיות זיז מכניות למערכת סרוו-תנועה עם דיסקיות זיז חשמליות. בעוד ששינוי הפורמט באמצעות דיסקים מכניים הוא מורכב, גוזל זמן ונוטה לטעויות, הסבה למכונה באמצעות דיסקיות זיז חשמליות מתרחשת בלחיצת כפתור. זה חוסך זמן, משפר את הדיוק, ממזער גרוטאות ומפחית עלויות.

בקרת תנועה היברידית

מערכת אוטומציה היברידית אלקטרו-פנאומטית יכולה לסייע ליצרנים ליישם את הטכנולוגיות המתאימות לכל פונקציה ספציפית. כאשר קיימות, גמישות מיקום, דיוק, יציבות, פעולה שקטה, קישוריות וניטור חשובים ביותר, לתנועה חשמלית יש יתרונות גדולים. כאשר יישומים בעלי מגבלות מקום, דורשים פעולה חזקה או דורשים תכנון, התקנה והפעלה מהירים, בקרת תנועה פנאומטית היא הבחירה הטובה ביותר.

קווי הייצור ברוב מתקני הייצור כוללים סוגים שונים של ציוד OEM, כאשר המוצר נע בין המכונות לאורך מסועי הובלה ואיסוף. קווים אלה מציעים הזדמנויות רבות לשלב תנועה ליניארית פנאומטית וחשמלית כאחד.

לדוגמה, קו ייצור טיפוסי לאריזות משקאות כולל את הפונקציות הבאות: בקבוקים ביציקת מתיחה, מילוי ומכסה של בקבוקים, שינוע ואגירה, תיוג בקבוקים, בדיקת מילוי ותיוג, אריזת בקבוקים בקופסאות, אריזה על משטחים ואריזה מתכווצת. יציקת מתיחה, קיפול קופסאות ומריחת דבק - כולם נהנים מתנועה פנאומטית, בעוד ששינוע ומיקום בקבוקים בתוך ציוד מילוי ותיוג נהנים מתנועת סרוו.

מסועי הובלה פשוטים ומערכות אריזה למשטחים נהנים משתי צורות התנועה: מסועים יכולים להיות מונעים על ידי מנועים חשמליים, ועצירות ושערים של מוצרים יכולים לפעול באמצעות הפעלה פנאומטית. טיפול בארגזים בכמויות גדולות יכול להתבצע באמצעות פנאומטיקה, בעוד שניתן לשלוט באינטרפולציה ובכוונוני מיקום עדינים באמצעות תנועת סרוו.

יתרונות של מערכות אוטומציה היברידיות

ספקי טכנולוגיות בקרת תנועה מובילים מציעים כעת חבילות פתרונות משולבות ומלאות הכוללות בקרת תנועה חשמלית, פנאומטית או היברידית. פתרונות מקיפים אלה כוללים מכשירים חכמים ברמת השטח, בקרת תנועה, בקרת מכונה ואנליטיקה.

אפשרויות פנאומטיות כוללות צילינדר פנאומטי, מערכת שסתומים, בקר, ניתוח נתונים ולוח מחוונים דרך שער, בעוד שהחשמל כולל מפעיל ליניארי חשמלי, מנוע סרוו והינע, בקר ולוח מחוונים דרך שער. בעוד ששתי הטכנולוגיות מציעות לוחות מחוונים, הנתונים זמינים ישירות מהינע הסרוו ומערכות פנאומטיות דורשות תוספת של חיישנים.

לפתרונות שלמים ומשולבים כמו זה יש יתרונות רבים הן עבור יצרני ציוד מקורי (OEM) והן עבור לקוחותיהם. מכיוון שהן כבר מתוכננות ומורכבות, מערכות אוטומציה היברידיות יכולות לייעל את הרכש, הפיתוח וההרצה. אחרת, יצרני ציוד מקורי (OEM) חייבים להשיג רכיבים בנפרד, להתאים ולהנדס אותם בעצמם. לא רק שזה לוקח יותר זמן ומוסיף מורכבות לשרשרת האספקה, זה יכול ליצור בעיות גודל.

מערכות אוטומציה היברידיות מציעות גם גמישות המאפשרת ליצרני ציוד מקורי (OEM) לתכנן מכונות שיכולות לייצר מגוון סוגי מוצרים, למזער את זמן המעבר ולעמוד בדרישות משתנות לאורך זמן. מכיוון שחברות רבות מתמודדות עם לחץ מתמשך להגדיל את התפוקה תוך הפחתת עלויות התפעול, הדבר יכול לקצר את סדרות הייצור, להגדיל את ניצול המכונות ולהאריך את חיי הציוד.

בעזרת שינוי תצורה אלקטרוני של בקרת תנועה, מפעילים יכולים לשנות פרופילי תנועה תוך כדי תנועה, וחלק מהמערכות מציעות עיצוב מוגן לעתיד ומצוידות בתכונות שניתן ליישם כעת או בדורות עתידיים של מכונות. כדי להציע ללקוחות את רמת הגמישות הגבוהה ביותר, חפשו מערכות עם מפעילים חשמליים רב-תכליתיים ביותר המכסים מגוון רחב של דרישות יישומים.

בנוסף לתחרותיות, מערכות אוטומציה היברידיות יכולות לשפר את קיימות היצרן. מערכות אלו יכולות לספק יעילות טובה יותר של המכונות ולהפחית גרוטאות, מה שבתורו מפחית את צריכת המשאבים והעלויות. יעילות אנרגטית יכולה לאפשר השגה טובה יותר של יעדי קיימות, בעוד שחיסכון בעלויות יכול להפחית את עלות הבעלות הכוללת. לחזרתיות ואחידות גבוהות יותר, חשוב לחפש מערכת עם תנועה ליניארית חשמלית המספקת את הרמות הגבוהות ביותר של אמינות ודיוק.

גמישות, יעילות וביצועים גדולים יותר

יצרני ציוד מקורי (OEM) יכולים לקבוע האם מערכת אוטומציה היברידית תועיל ליישום על ידי הערכת גורמי מפתח ביישום, כולל:

1. צריכת אנרגיה,
2. עלויות תפעול,
3. גמישות במיקום,
4. דיוק,
5. רעידות ורעש,
6. קאפ-אקס,
7. קישוריות,
8. גודל,
9. התקנה ו
10. זמן הפעלה ועמידות.

כדי לבחור את הפתרונות המתאימים ביותר שישיגו את התוצאות הרצויות, חיוני לעבוד עם שותף מומחה לבקרת תנועה וטרנספורמציה דיגיטלית עם תיק מקיף של טכנולוגיות ואפשרויות גודל. שותף כזה יכול לסייע ליצרני ציוד מקורי (OEM) להזמין פתרונות ולהציע תמיכה ארוכת טווח.

בעזרת מערכות אוטומציה היברידיות, חברות אינן צריכות לבחור בין ביצועים, גמישות, קיימות, קישוריות ועלות. הן יכולות לקבל הכל - תנועה לינארית מדויקת וחזקה, גמישות לעמוד בדרישות ייצור משתנות, נתונים ותובנות למקסום הייצור, צריכת אנרגיה אופטימלית ועלות בעלות כוללת נמוכה יותר.