Miten servonostojärjestelmä parantaa kokoonpanotehokkuutta?

Tarkka liikkeen säätö nollavirheelliseen kokoonpanoon

Suljetun silmukan takaisinkytkentä varmistaa reaaliaikaisen sijaintitarkkuuden älykkäissä tehdasympäristöissä

Nykyiset servonostojärjestelmät voivat saavuttaa uskomattoman tarkan tarkkuuden kiinnitetyn silmukan takaisinkytkentämekanismien ansiosta. Nämä järjestelmät tarkistavat jatkuvasti sijaintia ja voimaa korkearesoluutioisilla sensoreilla, jotta ne voivat tehdä nopeita säätöjä esimerkiksi värähtelyn, lämpötilan muutosten tai odottamattomien painon siirtymien aikana käytön aikana. Tämän reagointikyvyn merkitys tulee selväksi lääkintälaitteiden valmistuksessa, jossa toleranssit alle 0,1 mm ovat ratkaisevia: ne määrittävät, toimiiko tuote vai epäonnistuuko se laadunvalvontatarkastuksessa tai rikkooko se säädöksiä. Johtavat valmistajat luottavat nykyisin harmonisihin vaihteisiin, jotka tarjoavat noin 15 kaarisekunnin toistotarkkuuden. Tämä on itse asiassa noin neljä kertaa parempaa kuin perinteisten vaihtomoottorien tarjoama tarkkuus. Tuloksena yritykset ilmoittavat vähentäneensä kokoonpanovirheitä noin kolme neljäsosaa niissä aloissa, joissa tarkkuus on ratkaisevan tärkeää, kuten ilmailukomponenttien ja diagnostiikkalaitteiden valmistuksessa.

Momentin, nopeuden ja toistettavuuden edut pneumaattisia/hydrauliikkaisia vaihtoehtoja verrattuna

Kun kyseessä ovat nostojärjestelmät, servot erottautuvat todella selvästi vanhemmasta teknologiasta, koska ne reagoivat nopeammin, käyttävät vähemmän energiaa ja niitä ei juurikaan tarvitse huoltaa. Pneumaattisilla järjestelmillä on ongelmia ilman puristumisen ja paineen nousun viivästymisen kanssa, mutta servot tuottavat täyden vääntömomentin aina tarvittaessa, myös silloin kun liikkuu yli metrin sekunnissa. Nämä järjestelmät voivat säilyttää paikannustarkkuuden noin 0,02 millimetriä jopa sadoille tuhansille käyttökertoille, mikä on suunnilleen kaksinkertainen verrattuna hydraulisten nostojen saavuttamaan tarkkuuteen. Kaikkien kompressorien, öljysäiliöiden ja tiivistepartien poistaminen säästää tehtaissa noin puolet energiakustannuksista ja estää kaiken sen ärsyttävän käyttökatkon, joka aiheutuu öljynvaihdosta tai vuotojen korjaamisesta. Lisäksi näissä järjestelmissä on ohjelmoitava ominaisuus, joka rajoittaa komponenttien asennustehtävissä käytettävää voimaa. Tämä auttaa suojelemaan hauraita osia vaurioilta samalla kun tuotantonopeus pysyy riittävän korkeana, jotta määräajat voidaan noudattaa.

Nopeammat kiertoaikojen saavuttaminen korkean kiihtyvyyden servonostolla

Nopea kiihtyminen/jarrutus vähentää arvottomaksi jäävää aikaa nosto- ja asetustoiminnoissa

Servomoottoripohjaiset nostojärjestelmät vähentävät turhaa liikettä tarkentamalla kiihtymistään. Nämä järjestelmät saavuttavat huippunopeuden noin 30 % nopeammin kuin vanhemmat mallit ja hidastuvat energian talteenottoon perustuvalla menetelmällä eivätkä luota tavallisiin jarruihin. Toistuvissa nosta- ja asetustehtävissä, joita esiintyy autoteollisuudessa ja elektroniikkakokoonpanolinjoilla, tämä poistaa hitaat käynnistys- ja pysähtymisaikajaksot, jotka aiemmin kuluttivat noin neljäsosan kokonaissyklin ajasta. Ainoastaan puolen sekunnin säästö jokaista nostoa kohden kertyy nopeasti yhteen: kolmen vuorokauden työvuoron ja jatkuvan toiminnan aikana vuoden aikana tehtaissa voidaan saada satoja lisätunteja. Tässä erityisen tärkeää on, että nämä järjestelmät eivät ylittäkään kohdeasentojaan tarkkaa liikkeen säätöä hyödyntäen. Tämä tarkoittaa, ettei tarvita kaikkia niitä aikaa vieviä korjauksia, joita tavallisissa järjestelmissä esiintyy, ja jotka yleensä vaativat 15–20 % lisäaikaa säätöihin.

Nopean liikkeen ohjauksen ja suljetun silmukan takaisinkytkennän synergia vähentää tuottamatonta pystysuuntaista liikettä jopa 25 %:lla pakkaus- ja laatikkojen täyttösovelluksissa – mikä lisää käsittelykapasiteettia ilman lisätilaa tai työvoimaa.

Sulautettu integraatio robottimaisen materiaalikäsittelyn ja moniakselisten järjestelmien kanssa

Synkronoitu servonostojärjestelmä robottikäsivarsien kanssa monimutkaisiin, useasta vaiheesta koostuviin kokoonpanojärjestelmiin

Servo-nostojärjestelmät toimivat saumattomasti yhdessä robottikäsittelijöiden kanssa monimutkaisissa, useasta vaiheesta koostuvissa operaatioissa, kuten kiinnittimien asennuksessa yksi kerrallaan, osien työkaluttomassa suuntaamisessa tai kameroiden ohjaamassa komponenttien sijoittamisessa. Tarkkuuden säilyttäminen noin 0,1 mm:n tarkkuudella liikkuessa yhdessä vähentää niitä ärsyttäviä suuntausvirheitä, jotka aiheuttavat viivästyksiä. Nämä ongelmat muodostavat itse asiassa noin 23 % kaikista odottamattomista tuotantokatkoista, kuten viime vuoden Assembly Technology Review -julkaisu raportoi. Kun ohjaimien välillä tapahtuu reaaliaikainen viestintä, robottikäsivarret voivat muuttaa liikerataansa kesken tehtävän, jos anturit havaitsevat poikkeamia työkappaleessa. Tämä ominaisuus tekee näistä järjestelmistä riittävän luotettavia hienomekaanisiin sovelluksiin, kuten elektroniikan valmistukseen, optiseen kokoonpanoon ja muihin tarkkuusmuokkausympäristöihin, joissa pienetkin virheet ovat merkityksellisiä.

Käyttövalmis yhteensopivuus teollisuusrobottien ja PLC-pohjaisten automaatiopalveluiden kanssa

Teollisuusstandardit, kuten EtherCAT, Modbus TCP ja CANopen, avaa todellakin oven helppoihin plug-and-play-yhteyksiin ohjelmoitavien logiikkakytkinten (PLC), SCADA-järjestelmien ja suurten teollisuusrobottien välillä, esimerkiksi ABB:n, Fanuc:n ja Yaskawan valmistamien. Erikoisfirmwarea tai lisälaitteistopohjaisia yhdyskäytäviä ei tarvita. Tämä vähentää asennusaikaa melko paljon – noin 40 % vanhempiin nostojärjestelmiin verrattuna, kuten Automation Benchmark Consortiumin vuoden 2022 teollisuustutkimus osoittaa. Lisäksi yleiskäyttöiset syöttö/lähtömoduulit toimivat eri merkkien laitteissa, joten kaikki liittyy yhteen ilman vaikeuksia.

• Nopea uudelleensijoittaminen tuotantolinjojen välillä
• Keskitetty HMI-valvonta ja ennakoiva huoltovaroitukset
• Automaattinen kalibrointi koneen näköön perustuvien takaisinkytkentäsilmukoiden avulla

Tämä standardoitu arkkitehtuuri turvaa automaatioinvestointien pitkäaikaisen hyödynnettävyyden muuttuvien tuoteseosten ja Industry 4.0 -päivitysten aikana.

Ohjelmoitava joustavuus: servonostojärjestelmien sopeuttaminen vaihteluvaltaiseen tuotantoon

Nykyään valmistusteollisuus joutuu vaihtelemaan jatkuvasti eri tuotteita, eri eräkokoja ja suunnittelumuutoksia, mikä asettaa kiinteät automaatiojärjestelmät todelliseen kokeiluun. Servonostojärjestelmät selviävät tästä haastasta ohjelmallisella asennuksellaan. Käyttäjät voivat säätää esimerkiksi nostokorkeutta, kiihtyvyyttä, nopeusrajoituksia ja voimakynnystä suoraan digitaalisesta käyttöliittymästä muutamassa minuutissa. Ei ole tarvetta purkaa mekaanisia osia tai suorittaa työläitä uudelleenkalibrointeja. Kun tehtaissa valmistetaan samalla tuotantolinjalla sekä autonosien kokoonpanoja että elektroniikkalaitteiden pakkausta, tämänlainen joustavuus vähentää vaihtoaikoja dramaattisesti – joskus jopa noin 90 prosenttia. Tehtaat voivat nyt perustellusti valmistaa eräkokoja, jotka voivat olla pienempiä kuin yksi yksikkö, ja silti hallita sekavalmistusta alkuperäisistä prototyypeistä täysmittaiseen sarjavalmistukseen saakka. Näiden järjestelmien ohjelmoitavuus tarpeen mukaan suojelee yritysten investointeja, kun suunnittelua päivitetään väistämättä myöhemmin, mikä tekee servonostojärjestelmistä lähes välttämättömiä joustavien ja kasvavien vaatimusten mukautuvien valmistusjärjestelmien rakentamiseen.

UKK

Mitkä ovat servonostojärjestelmien edut perinteisiin järjestelmiin verrattuna?

Servonostojärjestelmät tarjoavat nopeammat vastaiksi, alhaisemman tehonkulutuksen ja vaativat vähemmän huoltoa verrattuna perinteisiin pneumaattisiin tai hydraulisiin järjestelmiin. Ne säilyttävät myös paremman sijaintitarkkuuden ja vähentävät merkittävästi energiakustannuksia.

Kuinka servonostojärjestelmät parantavat kiertoaikoja valmistuksessa?

Servonostojärjestelmät saavuttavat korkeammat kiertonopeudet säätämällä tarkasti kiihtyvyyttä ja hidastuvuutta sekä poistamalla tarpeettomia liikkeitä. Nämä järjestelmät lyhentävät käynnistys- ja pysäytysvaiheita, mikä edistää tehokkaampaa toimintaa ja merkittäviä aikasäästöjä.

Kuinka servonostojärjestelmät integroituvat robottiteknologiaan?

Servonostojärjestelmät ovat yhteensopivia teollisuusrobotiikan kanssa laajalti hyväksytyillä standardoilla, kuten EtherCAT:lla ja Modbus TCP:llä, mikä mahdollistaa ”liitä ja käytä” -integroinnin ilman erityistä firmwarea tai laitteistoa.

Voivatko servonostojärjestelmät sopeutua vaihteleviin tuotantovaatimuksiin?

Kyllä, servonostojärjestelmät tarjoavat ohjelmoitavaa joustavuutta, joka mahdollistaa järjestelmän asetusten nopean mukauttamisen, jolloin voidaan ottaa huomioon tuotteen, erän koon ja suunnittelun muutokset ilman manuaalista uudelleenkalibrointia.

Miksi suljetun silmukan takaisinkytkentä on tärkeää servonostojärjestelmissä?

Suljetun silmukan takaisinkytkentä varmistaa reaaliaikaisen sijaintitarkkuuden, mikä auttaa estämään kokoonpanovirheitä, virheellisiä asettumia ja odottamattomia tuotantokatkoja, mikä on ratkaisevan tärkeää korkean tarkkuuden sovelluksissa.