Системи керування рухом, які споживають менше енергії та можуть працювати на відновлюваних ресурсах, є ключовими для енергоефективного обладнання та частиною сталої корпоративної стратегії.

Цифрова трансформація

Сучасні виробники взаємодіють із цифровою автоматизацією та детальними інтерфейсами користувача у своєму повсякденному житті та очікують таких самих цифрових можливостей від промислових систем. У міру того, як компанії цифровізують свою діяльність, вони бачать реальні та надійні переваги.

Вбудовані датчики в пристроях безперервно відстежують температуру, положення, навантаження та знос у режимі реального часу. Моніторинг, автоматичне налаштування та діагностика, а також зібрані дані процесу, що відображаються на інформаційних панелях, надають операторам інформацію, необхідну для прийняття впевнених та обґрунтованих рішень. Підключені системи керування рухом дозволяють операторам аналізувати виробничі показники, споживання енергії та надійність.

Доступ до цієї аналітики через інформаційні панелі дозволяє виробникам краще контролювати та постійно вдосконалювати свою діяльність і, зрештою, своє виробництво.

Конкуренція на ринку

Через нестачу робочої сили та проблеми з ланцюгом поставок компаніям ще ніколи не було так складно підтримувати конкурентну перевагу. Крім того, цифрова трансформація промислового виробництва та передові технології, що її сприяють, дозволили компаніям, які інвестують у них, значно оптимізувати свою діяльність.

Зараз більш ніж будь-коли актуальна потреба залишатися гнучким, реагуючи на змінні потреби ринку та надійно задовольняючи попит клієнтів, щоб залишатися на передовій ринку. Виробники повинні мінімізувати простої машин та максимізувати виробництво, а впровадження підключених гібридних рішень автоматизації може допомогти підвищити надійність машин та час безвідмовної роботи.

Щоб оптимізувати використання енергії, покращити операції та залишатися лідерами у своїх галузях, компанії шукають повний пакет керування рухом. Провідні постачальники технологій розуміють це та розробили низку передових, інтегрованих рішень, що поєднують сервоприводи, двигуни та електричні виконавчі механізми, а також пневматику.

Виробники оригінального обладнання (OEM) мають значну можливість впроваджувати гібридні системи автоматизації в конструкції машин, які краще відповідають найбільшим потребам і проблемам їхніх клієнтів та задовольняють їх.

Автоматизація та сучасне машинобудування

Один зі способів, за допомогою якого компанії долають труднощі та збільшують виробництво, – це інтеграція менших, складніших машин у свої виробничі лінії. Менші розміри дозволяють розмістити більше машин в одному виробничому просторі, а передова технологія керування рухом може дозволити автоматизувати завдання з вищою точністю – від складання до перевірки готової продукції.

Виробники також шукають технології керування рухом з: кращою точністю для запобігання відходам; скороченням циклу для збільшення продуктивності; та більшою гнучкістю позиціонування, щоб оператори могли змінювати програми машини одним натисканням кнопки. Використання машин з цими функціями може призвести до збільшення продуктивності за менший час, покращити сталий розвиток та зменшити витрати.

Як вибрати пневматичне, електричне або гібридне керування рухом

Існує багато пропозицій щодо керування рухом, і може бути важко зрозуміти, як вибрати між ними. Коли виробники оригінального обладнання використовують електричні системи, коли пневматичні, а коли обидва?

Існує багато факторів та занепокоєнь, які слід враховувати під час вибору рішень для руху:

1. Чи відповідають вони вимогам продуктивності, гнучкості та точності застосунку?
2. Які початкові експлуатаційні витрати та витрати на подальше обслуговування?
3. Як вони впливають на енергоефективність машини?
4. Як продукти для керування рухом інтегруватимуться з іншими пристроями?
5. Чи можуть вони збирати дані та аналізувати стан пристрою?
6. Чи спростять вони та пришвидшать проектування машини?
7. Яка крива навчання для нових технологій?

Пневматичне та електричне керування рухом мають різні переваги залежно від потреб застосування, і застосування може отримати користь від одного або обох. Для деяких застосувань цілком очевидно, який з них підходить найкраще. Для простого механізму виштовхування коробок з конвеєра пневматичний циліндр має найбільший сенс. Однак, якщо ці коробки потрібно сортувати по різних лініях або позиціях на конвеєрі, потрібен електричний привід з кількома положеннями.

У складніших застосуваннях вибір може бути незрозумілим. Це одна з ознак того, що застосування може отримати найбільшу користь від використання обох. Електромеханічні циліндри можуть використовувати стиснене повітря через пневматичний з'єднувач для герметизації під час наповнення. У складальних системах електрична лінійна багатоосьова система може використовувати пневматичний захоплювач. А електрична лінійна вісь, що працює у вертикальному напрямку, може використовувати пневматичний циліндр для компенсації ваги.

Міжтехнологічна автоматизація дозволяє виробникам оригінального обладнання (OEM) використовувати взаємодоповнюючі сильні сторони як пневматичної, так і електричної технології керування рухом в одному застосуванні та передавати ці переваги своїм клієнтам.

Давайте розглянемо сильні сторони кожної технології, щоб краще зрозуміти, як вони можуть працювати разом:

Пневматичне керування рухом

Пневматичний рух досягається за допомогою стисненого газу, який фізично впливає на механізм, створюючи необхідний рух. Пневматичні рішення, як доведено, забезпечують надійну роботу апаратного забезпечення, конструкції та монтажу, і зазвичай під час модернізації пневматичної системи потрібно замінити або замінити менше компонентів порівняно із сервосистемою.

Найвідомішим прикладом пневматичного керування рухом є циліндр із внутрішнім поршнем, який забезпечує лінійний рух. Можливо, саме тому пневматику часто вважають технологією дискретного руху, яка підходить лише для повного висування або втягування механізму.

Однак постійні інновації, що зумовлені постачальниками технологій керування рухом, розширили можливості. Наприклад, безперервний обертальний рух може бути досягнутий за допомогою чвертьобертових приводів.

Також доступні датчики та регулятори потоку для моніторингу та оптимізації роботи, тоді як регулювання диференціального тиску дозволяє обладнанню досягати безперервного пневматичного позиціонування. Використовуючи відносно невеликі електропневматичні електромагнітні клапани вмикання/вимикання або модулюючі клапани позиціонування, регульований тиск застосовується проти постійного протитиску.

Оператори можуть керувати положенням вручну за допомогою кнопок і перемикачів або автоматично за допомогою програмованого логічного контролера (ПЛК) чи контролера контуру.

Електричне керування рухом

Електричні приводи в поєднанні із серводвигунами відомі своєю високою швидкістю, високою точністю та ефективністю, а також забезпечують рух шляхом перетворення електроенергії в обертальний або лінійний рух. Ці замкнуті системи зазвичай містять складніші компоненти, такі як контролер руху, сервопривід, двигун і датчик зворотного зв'язку, а також конструктивні особливості, ніж пневматичні рішення для руху.

Кожен серводвигун пов'язаний з одним приводом, який виконує командні сигнали, що забезпечують потрібну функцію, і може забезпечувати точне позиціонування, точні кутові швидкості та змінні профілі прискорення. Завдяки такому діапазону сервосистеми можуть забезпечувати позиційне керування рухом для різних застосувань, від маніпулятора робота до конвеєрів, що безперервно обертаються.

Оскільки сервоприводи та контролери є мікропроцесорними пристроями, вони мають високий рівень вбудованої функціональності та можуть безпосередньо пропонувати функції локальної та віддаленої діагностики та реєстрації даних для приладових панелей.

Підключення ПЛК та інших контролерів до систем сервопереміщення може допомогти виробникам оригінального обладнання (OEM) досягти ще більш просунутого керування рухом та синхронізації. Спеціалізовані функції включають високоточне позиціонування з субмікронною повторюваністю, електронне розподільче кермо та електронні зубчасті передачі, і можуть бути корисними для найскладніших застосувань, таких як механічна обробка, робототехніка та виробниче обладнання.

Наприклад, пакувальна лінія може бути модернізована з механічних кулачкових дисків на систему сервоприводу з електричними кулачковими дисками. У той час як зміна формату за допомогою механічних дисків є складною, трудомісткою та схильною до помилок, машинне переобладнання за допомогою електричних кулачкових дисків відбувається одним натисканням кнопки. Це економить час, підвищує точність, мінімізує брак та зменшує витрати.

Гібридне керування рухом

Електропневматична гібридна система автоматизації може допомогти виробникам застосовувати відповідні технології для кожної конкретної функції. Коли сталий розвиток, гнучкість позиціонування, точність, стабільність, безшумна робота, підключення та моніторинг мають найбільше значення, електричне керування рухом має великі переваги. Коли застосування має обмеження в просторі, вимагає надійної роботи або швидкого проектування, встановлення та введення в експлуатацію, пневматичне керування рухом є найкращим вибором.

Виробничі лінії на більшості виробничих потужностей включають різні типи обладнання OEM, при цьому продукція переміщується між машинами вздовж транспортних та накопичувальних конвеєрів. Ці лінії пропонують багато можливостей для інтеграції як пневматичного, так і електричного лінійного руху.

Наприклад, типова виробнича лінія для упаковки напоїв включає такі функції: формування пляшок методом розтягування, наповнення та закупорювання пляшок, транспортування та накопичення, етикетування пляшок, перевірка наповнення та етикетування, пакування пляшок у коробки, палетування та обгортання в термоусадочну плівку. Формування з розтягуванням, складання коробок та нанесення клею – все це отримує вигоду від пневматичного руху, тоді як транспортування та позиціонування пляшок всередині обладнання для наповнення та етикетування – від серворуху.

Прості транспортні конвеєри та системи палетування мають переваги обох форм руху: конвеєри можуть приводитися в рух електродвигунами, а зупинки та заслінки продукту можуть працювати за допомогою пневматичного приводу. Обробка сипучих коробок може бути здійснена за допомогою пневматики, тоді як інтерполяція та точне регулювання положення можуть здійснюватися за допомогою сервоприводу.

Переваги гібридних систем автоматизації

Провідні постачальники технологій керування рухом тепер пропонують інтегровані пакети комплексних рішень, що включають електричне, пневматичне або гібридне керування рухом. Ці комплексні рішення включають інтелектуальні пристрої на польовому рівні, керування рухом, керування машинами та аналітику.

Пневматичні варіанти включають пневматичний циліндр, систему клапанів, контролер, аналітику та панель приладів через шлюз, тоді як електричні включають електричний лінійний привід, серводвигун та привід, контролер та панель приладів через шлюз. Хоча обидві технології пропонують панелі приладів, дані доступні безпосередньо із сервоприводу, а пневматичні системи вимагають додавання датчиків.

Такі комплексні, інтегровані рішення мають багато переваг як для виробників оригінального обладнання (OEM), так і для їхніх клієнтів. Оскільки вони вже спроектовані та зібрані, гібридні системи автоматизації можуть спростити закупівлі, розробку та введення в експлуатацію. В іншому випадку виробники оригінального обладнання повинні окремо закуповувати компоненти, підбирати та проектувати їх самостійно. Це не тільки займає більше часу та ускладнює ланцюг поставок, але й може призвести до проблем з розмірами.

Гібридні системи автоматизації також пропонують гнучкість, яка дозволяє виробникам оригінального обладнання (OEM) проектувати машини, здатні виробляти широкий спектр типів продукції, мінімізувати час переналаштування та задовольняти мінливі вимоги з часом. Оскільки багато компаній стикаються з постійним тиском щодо збільшення продуктивності та одночасного зниження експлуатаційних витрат, це може скоротити виробничі цикли, збільшити використання машин та подовжити термін служби обладнання.

Завдяки електронній реконфігурації керування рухом оператори можуть змінювати профілі руху на ходу, а деякі системи пропонують дизайн, орієнтований на майбутнє, та оснащені функціями, які можна впровадити зараз або в майбутніх поколіннях машин. Щоб запропонувати клієнтам найвищий рівень гнучкості, шукайте системи з надзвичайно універсальними електричними приводами, які охоплюють широкий спектр вимог застосування.

Окрім збереження конкурентоспроможності, гібридні системи автоматизації можуть покращити сталий розвиток виробників. Ці системи можуть забезпечити кращу ефективність машин і зменшити кількість браку, що, у свою чергу, знижує споживання ресурсів і витрати. Енергоефективність може дозволити краще досягти цілей сталого розвитку, а економія коштів може знизити загальну вартість володіння. Для більшої повторюваності та однорідності важливо шукати систему з електричним лінійним рухом, яка забезпечує найвищий рівень надійності та точності.

Більша гнучкість, ефективність та продуктивність

Виробники оригінального обладнання (OEM) можуть визначити, чи буде гібридна система автоматизації корисною для застосування, оцінюючи ключові фактори застосування, включаючи:

1. споживання енергії,
2. експлуатаційні витрати,
3. гнучкість позиції,
4. точність,
5. вібрація та шум,
6. CAP-EX,
7. зв'язність,
8. розмір,
9. встановлення та
10. час введення в експлуатацію та довговічність.

Щоб вибрати найбільш підходящі рішення, які досягнуть бажаних результатів, критично важливо співпрацювати з експертом-партнером з управління рухом та цифрової трансформації, який має повний портфель технологій та варіантів розмірів. Такий партнер може допомогти виробникам оригінального обладнання (OEM) впроваджувати рішення та запропонувати довгострокову підтримку.

Завдяки гібридним системам автоматизації компаніям не потрібно вибирати між продуктивністю, гнучкістю, сталим розвитком, підключенням та вартістю. Вони можуть мати все: точний, потужний лінійний рух, гнучкість для задоволення мінливих виробничих вимог, дані та аналітику для максимізації виробництва, оптимізоване споживання енергії та зниження загальної вартості володіння.