Автоматтандырылған зауыттарда сервокөтергіш жүйесін біріктіру

Серво көтеру жүйелері мен ақылды байланыспен Industry 4.0-ді іске асыру

Жоғары жылдамдықты автоматтандыруда серво технологиясын біріктіру

Бүгінгі таңда серво көтергіш жүйелер материалдарды тез қозғалтқан кезде шамамен 0,05 мм дәлдікке жетеді, бұл 2023 жылғы IFR деректеріне сәйкес ескі пневматикалық жүйелердің қол жеткізе алатын нәтижесінен нақты айтқанда үш есе жақсы. Олар әр секунд сайын 1,2 метр жылдамдықпен жұмыс істейтін конвейерлік ленталармен де өте жақсы жұмыс істейді. Тіпті одан да жақсысы, бұл жүйелер жүкті 2 градустан аспайтын көлбеулікпен тұрақты ұстайды, ал бұл автомобиль зауыттарының өндірістік циклдарын шамамен 20 пайызға дейін қысқартуына көмектеседі. Бұл неге мүмкін болды? Машиналар бағытты қажет болған сәтте лездік өзгерту үшін қуатты лездік реттеуге мүмкіндік беретін, қозғалтқыштағы шиеленісті туғызатын тісті доңғалақтарды жоюға мүмкіндік беретін тікелей жеткізу жүйесі. Бұл қораптау операциялары кезінде машиналардың барлық процестерді тегісірек және тезірек жүргізуіне мүмкіндік береді.

4.0-шы Өнеркәсіп және Серво Жетекті Жүйелердегі Байланыс

Қазіргі заманғы серво көтергіштер өндірістік орындау жүйелерімен (MES) байланысқан кезде әрбір секунд сайын 120-дан астам жұмыс параметрлерін жіберуге және қабылдауға мүмкіндік беретін OPC UA байланыс протоколдарымен жабдықталған. Бұл байланыс бізге нақты уақыт режимінде двигатель орамасының температурасы мен подшипниктердің тербелісі сияқты нәтижелерді талдауға, сонымен қатар өткен уақыттағы істен шығу деректерінің үлгілерімен салыстыруға мүмкіндік береді, яғни болжаушы техникалық қызмет көрсетуді қамтамасыз етеді. Өткен жылғы зерттеулерге сәйкес, бұл байланысқан серво крандарды енгізген кәсіпорындар күтпеген тоқтап қалуларды шамамен 34% -ға дейін азайтқан. Тіпті жоғарырақ өнімділікті қарастыратындар үшін EtherCAT-пен ынталандырылған модельдер де қолжетімді. Олар цикл уақытын 250 микросекундқа дейін қысқартады, бұл автоматтандырылған ұяшықтың барлық әртүрлі бөліктерінің жұмыс істеу кезінде дәлме-дәл синхрондалуын білдіреді.

Ақылды зауыттарда нақты уақыт режимінде басқару үшін тұйықталған контурлы кері байланыс

Қазіргі заманғы серво басқару құрылғылары жоғары дәлдіктегі энкодерлер мен кернеу датчиктерінен түскен әр секунд сайын шамамен 2000 кері байланыс сигналын өңдейді. Бұл оларға массасы 1500 килограмға дейінгі әртүрлі жүктерге автоматты түрде бейімделуге мүмкіндік береді. Нақты механикалық өңдеу жұмыстарында бұл жүйелер операциялар барысында кесу күштері тұрақсыз өзгерген кезде де дәлдікті 5 микрон ауытқумен сақтап, орындарында ұстап тұрады. Зауыт алаңының есептері тағы бір елеулі нәтижені көрсетеді. Ақылды тербеліс басқару технологиясы бар серво жүйелерге көшкен компаниялар CNC жүктеу орнатуларында өнімдердің жарамсыз болып танылу деңгейін шамамен 27% төмендетеді. Мұндай жақсартулар уақыт өте келе шығындардың соңғы нәтижесіне нақты әсер етеді.

Синхрондалған операциялар үшін көтеру жүйелерімен PLC интеграциясы

Жаңа серво лифттер ішкі CODESYS орындау ортасымен жабдықталған, яғни инженерлер қосымша протоколдарды түрлендіру қораптарынсыз тікелей PLC-ге бағдарламалау жасай алады. Бұл практикалық тұрғыдан не дегенді білдіреді? Зауыт алаңында коллаборативті роботтармен жұмыс істеген кезде өте маңызды болып табылатын қауіпсіздік сенсорлары мен двигательдің тежеуіштері арасындағы реакция уақыты 2 миллисекундтан төмен түседі. Автомобиль өнеркәсібінде де не болып жатқанына назар аударыңыз. Осы бірыңғай басқару жүйелерін қолданатын ірі Tier 1 жеткізушілер елеулі нәтижелерге жетуде. Сервоприводтық лифттер мен тасымалдау механизмдерін баптаудың стандартталған тәсіліне орай олардың өндіріс желілері конфигурацияны 22 пайызға тез ауыстырады. Шынымен де логикалы: барлығы бір тілде сөйлескенде баптау процесі анағұрлым оңайласады.

Дәлдік қозғалыс басқаруы: Динамикалық жүктемелер кезіндегі момент, жылдамдық және дәлдік

Қазіргі заманғы серво көтеру жүйелері үш маңызды өнімділік факторын теңестіру арқылы бұрын-соңды болмаған дәлдікті қамтамасыз етеді: бұраушы күш, жылдамдықты реттеу және орналасу дәлдігі. Бұл мүмкіндіктер динамикалық жүктер автоматтандырылған орталарда операциялық тұрақтылықты сақтау үшін нақты уақытта бейімделуді талап етеді.

Динамикалық жүктердегі серво қозғалтқыштардың бұраушы күші мен жылдамдығын басқару

Серво моторлар 2 Ньютон метрден 150 Нм-ге дейінгі айналдырушы моменттің әртүрлі мөлшерін шығара алады және олар минутына 6000 айналымға жететін елеулі жылдамдықпен айнала береді. Бұл моторлардың құндылығы — айналдырушы момент пен жылдамдықты бір уақытта басқара алу қабілетінде. Бұл көтергіш жабдықтардың кенеттен тоқтап қалуына жол бермей, пішіні қисық заттармен жұмыс істегенде немесе жұмыс барысында күтпеген қозғалыстар болған кезде жүктемелердің өзгеруіне бейімделуін білдіреді. Жүйенің ақылды бағдарламасы шынында да жарты миллисекундына бір рет конвейерлік ленталарда қолданылатын күштің мөлшерін түзетеді, бұл өндірістік зауыттарда заттардың тым алға қарай ығысуын болдырмауға көмектеседі.

Серво жүргізгіштер арқылы өндірісте дәлме-дәл басқару

Тұйықталған кері байланыс жүйелері көп осьті көтеру операцияларында ±0,01 мм дәлдікке ие болады. 24 битке дейінгі шешімділігі бар жоғары дәлдіктегі энкодерлер айналымына 16,7 миллион дискретті орын өлшемдерін береді, бұл роботтық қолдардың пластинкалармен жұмыс істеу үшін микрон деңгейіндегі қайталануы қажет болатын жартылай өткізгіш өндірісінде онша маңызды.

Автоматтандырылған қозғалыс басқару жұмыс жоспарларындағы тиімділік артуы

Ақылды серво жүйелері регенеративті тежеу мен жүкке бейімделетін қуат басқару арқылы дәстүрлі гидравликалық көтергіштерге қарағанда 18–32% энергияны үнемдейді. Сервоприводты паук крандарын пайдаланатын қондырғылар қатаң қауіпсіздік шектерін сақтай отырып, шектеулі кеңістікте цикл уақытын 22% жылдамдатады.

Бұл жаңалықтар өндірушілердің көтеру операциялары бойынша ASME B30.26 сәйкестігін қамтамасыз етуіне және Industry 4.0 өндірістік мақсаттарымен сәйкес келуіне көмектеседі.

Серво көтергіш жүйелерін роботтар мен AGV-лермен интеграциялау

Координатталған көтеру үшін роботтық жыбырларда серво моторларды интеграциялау

Бүгінгі күні сервожинақтарға негізделген роботтық жыбырлар материалдармен миллиметрдің бөлшектеріне дейінгі дәлдікпен жұмыс істей алады. Бұл жүйелер конвейерлермен бірге жұмыс істегенде, қайта-қайта алға-артқа қозғалып тұрса да, олар жарты миллиметрден кем позициялық айырмашылықты сақтайды және шамамен 85% салымдылықпен жұмыс істейді. Серво моторлар ескі пневматикалық жүйелерге қарағанда ұшақта реттеуге мүмкіндік беру арқылы үлкен артықшылыққа ие. Бұл фабрикалардың 5 килограмм шамасындағы кіші бөлшектер мен 2 тоннаға дейінгі ауыр заттарды тасымалдауды өзгерту үшін жолдарды тоқтатып, физикалық компоненттерді ауыстыру қажет болмайтынын білдіреді.

Икемді материалдармен жұмыс істеу үшін AGV және AMR-да сервомоторлармен жабдықталған көтеру

Сервокөтергішпен жабдықталған автономды бағытталатын көлік құралдары дәстүрлі гидравликалық жүйелерге қарағанда сыйымдылығы жоғары қоймаларда паллеттерді шамамен 25% жылдам қозғалтады. Қазіргі заманғы автоматтандырылған мобильді роботтар таңбалы автомобиль бөлшектері немесе сезімтал электрондық жабдықтармен жұмыс істеген кезде көтеру қуатын шамамен плюс-минус 2% ішінде дәл баптауға мүмкіндік беретін тұйық циклді сервобасқарумен жабдықталған. Мысалы, мұндай роботтар двигатель блоктарын сындырмай-ақ ұқыпты түрде өңдей алады. Ponemon зерттеулерінің 2023 жылғы деректеріне сәйкес, осындай икемділік автомобиль жасау процестері кезінде зақымданған тауарлардың мөлшерін жартыға жуық қысқартады, бұл өндіріс жолағының тиімділігі үшін үлкен маңызы бар.

Кіші сервокөтергіш шешімдерімен жұмыс істеуге арналған AGV және AMR үйлесімділігі

Кеңістік шектеулі болатын объектілер үшін бұл компакт серво көтергіш модульдер ерекше пайдалы, әсіресе олар 300 мм биіктікте болуы мүмкін және AGV шассисінің конструкциясына кез-келген қиындықсыз дәл келеді. Жүйелер вертикальды қозғалысты үш толық метрге дейін өңдейді, сондай-ақ адамдар машиналармен қатар жұмыс істеген кезде қажетті ISO 13849 қауіпсіздік талаптарына сай келеді. Бірақ олардың ерекшелігі — EtherCAT байланысын қолдана отырып тікелей PLC контроллерлеріне қосылатын модульдік конструкциясы. Бұл әртүрлі түрдегі автоматтандыру бір жұмыс алаңында бірге жұмыс істеген кезде осындай көтергіштер мен өрмешін кран жүйелері арасындағы уақыттық синхрондауды тегін қамтамасыз етеді.

Жоғары дәлдікті серво исполнительные механизмдердің қолданылуы арқылы іске асырылатын өрмешін кран қолданылулары

Автоматтандыруда серво исполнительные механизмдер қалай икемді өрмешін кран жүйелерін қуаттайды

Жоғары дәлдіктегі сервожетектер жүйесі спидер крандарының өндірістік автоматтандыруда өте жақсы маневрленуін қамтамасыз етеді және роботтық жинау және логистикалық орталықтарда жүкті дәл орналастырудың ±0,05 мм қайталануын қамтамасыз етеді (IFT 2023). Тұйық циклды кері байланыс жүктеме өзгерістеріне қарай момент пен жылдамдықты динамикалық түрде реттейді және гидравликалық аналогтармен салыстырғанда жанама қозғалыс кезінде тербелісті 63% азайтады.

2023 жылғы MHI есебі бойынша, сервожетекпен жабдықталған спидер крандары автомобиль бөлшектерін өңдеу кезінде циклдық уақытты 30% жақсартса, орындау дәлдігін 99,5% деңгейінде сақтайды. Негізгі артықшылықтары:

• Нақты уақыттағы жүктемені компенсациялау : Теңсіз жүктерді көтеру кезінде көтеру күшін автоматты түрде реттейді
• Энергияны үнемдейтін жұмыс : Кері иілу тежеуі түсу фазасы кезінде 18–22% электр энергиясын қайта қалпына келтіреді
• Бірге қосу : EtherCAT протоколдары арқылы PLC-лермен тікелей байланысу басқару кешігуін болдырмауға мүмкіндік береді

Өндірісте және логистикадағы шектеулі кеңістіктерге арналған компактты көтеру шешімдері

Сервожүйелі шаян көтергіштер тиімді орындары шектеулі жағдайларда материалдарды өңдеуді оптималдайды, модульді конфигурациялар ені 1,8 метр болатын араларға сәйкес келеді. Орталандырылмаған жетек жүйелері дәстүрлі білікті көтергіштерге қарағанда 40% кем орын алатын ірі берілістерді жояды, бірақ 2 тонналық көтеру сыйымдылығын сақтайды.

Фармацевтикалық таза бөлмелерде және микросервисті орындарда бұл жүйелер сезімтал компоненттерді өңдеу үшін маңызды болып табылатын 0,1 мм-ге дейінгі Z осі бойынша орналасу дәлдігін қамтамасыз етеді. 2024 жылғы Қоймалау Тиімділігі туралы зерттеу сервожүйелі шаян көтергіштердің төбесінің биіктігі 8 метрден төмен болатын құрылымдарда вертикальды кеңістікті пайдалану деңгейін 57% арттыратынын көрсетті, бұл үшін әдістемелі көп қабатты қабаттау алгоритмдері қолданылады.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Дәстүрлі жүйелерге қарағанда серво көтеру жүйелерінің артықшылықтары қандай?

Серво көтеру жүйелері дәлдікті арттыру, энергия тұтынуды азайту және техникалық қызмет көрсету циклдерін ұзарту сияқты көптеген артықшылықтарға ие. Олар сонымен қатар материалдармен жұмыс істеудегі дәлдікті арттырады және өндірістік процестердегі қабылданбайтын өнімдер мөлшерін төмендетеді.

Серво жүйелері өндірісті басқару жүйелерімен қалай байланысады?

Серво жүйелері әр секундына 120-нан астам жұмыс параметрлерін алмастыру үшін OPC UA байланыс протоколдарын қолданады, бұл болжамды техникалық қызмет көрсетуді және нақты уақытта бақылауды жеңілдетеді.

Серво жүйелері ауыр жүктер мен динамикалық жағдайларды өңдей алады ма?

Иә, заманауи серво басқару құрылғылары 1500 килограмға дейінгі әртүрлі салмақтарға автоматты түрде жоғары дәлдікпен бейімделе алады және динамикалық жүктерді орындау үшін алдыңғы қатарлы момент пен жылдамдықты басқару арқылы икемділік ұсынады.

Серво жүйелері робототехникамен және AGV-лармен (автоматтандырылған қозғалыс құралдары) сәйкес келе ме?

Әбсолютті түрде. Серво қозғалтқыштар роботтық иықтар мен автономды бағытталған көліктермен тегіс бірігеді және өндірістік желіні тоқтату қажеттілігінсіз дәл және икемді материалдарды өңдеуге мүмкіндік береді.

Серво көтеру жүйелері 4.0 Индустриясына қалай үлес қосады?

Серво көтеру жүйелері интеграцияланған байланыс протоколдары мен кері байланыс механизмдері арқылы ақылды байланысты және нақты уақытта басқаруды іске асырады, бұл 4.0 Индустриясының өндірістік мақсаттарына сәйкес келеді және автоматтандырудың тиімділігін арттырады.