Hoe verbetert een servohijssysteem de montage-efficiëntie?

Precisiebewegingsbesturing voor montage zonder fouten

Sluitregeling zorgt voor real-time positienauwkeurigheid in slimme fabriekomgevingen

De huidige servohijssystemen kunnen dankzij hun terugkoppelingssystemen met gesloten lus ongelofelijke precisieniveaus bereiken. Deze systemen controleren voortdurend de positie en kracht met behulp van sensoren met hoge resolutie, zodat ze snel kunnen corrigeren bij trillingen, temperatuurveranderingen of onverwachte gewichtsverschuivingen tijdens de werking. Het belang van deze responsiviteit wordt duidelijk bij de productie van medische apparatuur, waar toleranties onder de 0,1 mm het verschil betekenen tussen een functionerend product en een product dat de kwaliteitscontroles niet haalt of in strijd is met de regelgeving. Toonaangevende fabrikanten vertrouwen nu op harmonische aandrijvingen die een herhaalbaarheid van ongeveer 15 boogseconden bieden. Dat is in feite ongeveer vier keer beter dan wat traditionele tandwielmotoren leveren. Als gevolg hiervan rapporteren bedrijven een vermindering van montagefouten met ongeveer driekwart in sectoren waar precisie het meest telt, zoals de productie van lucht- en ruimtevaartcomponenten en diagnostische apparatuur.

Voordelen op het gebied van koppel, snelheid en herhaalbaarheid ten opzichte van pneumatische/hydraulische alternatieven

Bij hefsystemen onderscheiden servos zich echt van oudere technologieën, omdat ze sneller reageren, minder energie verbruiken en vrijwel geen onderhoud vereisen. Pneumatische systemen hebben problemen met luchtcompressie en vertragingen bij de opbouw van druk, terwijl servos altijd direct volledig koppel leveren, zelfs bij snelheden van meer dan 1 meter per seconde. Deze systemen kunnen de positienauwkeurigheid behouden binnen ongeveer 0,02 millimeter na honderdduizenden cycli, wat ruwweg tweemaal zo nauwkeurig is als hydraulische hefsystemen. Door alle compressoren, olievaten en afdichtingsonderdelen te elimineren, besparen fabrieken ongeveer de helft van hun energiekosten en voorkomen ze al die vervelende stilstandtijd voor olieverversingen of lekkenherstel. Bovendien biedt de programmeerbare functie de mogelijkheid om de kracht die wordt uitgeoefend tijdens het inbrengen van onderdelen te beperken. Dit helpt kwetsbare onderdelen te beschermen tegen beschadiging, terwijl de productiesnelheid hoog genoeg blijft om deadlines te halen.

Snellere cyclustijden door hoogversnellende servoliftfunctie

Snelle versnelling/vertraging verkort de tijd die niet bijdraagt aan de waarde bij hef-en-plaatsbewerkingen

Servoaandrijvingssystemen voor heffen verminderen verspilde beweging door de versnelling nauwkeurig af te stemmen. Deze systemen bereiken hun topsnelheid ongeveer 30% sneller dan oudere modellen en vertragen met behulp van energieterugwinning in plaats van traditionele remmen. Voor herhaalde 'pick-and-place'-taken, zoals die voorkomen in de auto-industrie en op elektronica-assemblagelijnen, elimineren deze systemen de trage start- en stopfases die vroeger ongeveer een kwart van de totale cyclusduur in beslag namen. Alleen al het besparen van een halve seconde per hefbeweging leidt snel tot aanzienlijke tijdwinst: over een jaar met drie ploegen die onafgebroken draaien, kunnen fabrieken honderden extra uren realiseren. Wat hier echt belangrijk is, is dat deze systemen hun doelpositie niet overschrijden dankzij de nauwkeurige bewegingsregeling. Dat betekent dat er geen tijdverspillende correcties nodig zijn, zoals bij basisystemen gebruikelijk is, waarbij doorgaans 15 tot 20% extra tijd wordt besteed aan aanpassingen.

De synergie tussen snelle bewegingsregeling en gesloten-regelkring feedback vermindert niet-productieve verticale beweging met tot wel 25% in verpakkings- en doosvultoepassingen — wat de doorvoer verhoogt zonder extra vloeroppervlak of personeelsinzet.

Naadloze integratie met robotische materiaalhandhaving en multi-assystemen

Gesynchroniseerde servoliftfunctie samen met robotarmen voor complexe, meertrapsassemblageprocessen

Servoaanhefsystemen werken naadloos samen met robotmanipulatoren voor complexe, meerstapsbewerkingen zoals het achtereenvolgens monteren van bevestigingsmiddelen, het uitlijnen van onderdelen zonder gereedschap of het plaatsen van componenten onder beeldgeleiding via camera's. Door posities nauwkeurig te houden tot ongeveer 0,1 mm tijdens gezamenlijke beweging worden vervelende uitlijningsfouten die vertraging veroorzaken, sterk verminderd. Deze problemen vormen volgens de 'Assembly Technology Review' van vorig jaar ongeveer 23% van alle onverwachte productiestoppen. Wanneer controllers in realtime met elkaar communiceren, kunnen robotarmen hun baan halverwege aanpassen als sensoren afwijkingen in het werkstuk detecteren. Deze functionaliteit maakt deze systemen betrouwbaar genoeg voor delicate toepassingen in de elektronica-industrie, optische assemblage en andere precisiebewerkingsomgevingen, waar zelfs kleine fouten veel uitmaken.

Plug-and-play-compatibiliteit met industriële robots en PLC-gebaseerde automatiseringsplatforms

Industriestandaarden zoals EtherCAT, Modbus TCP en CANopen openen echt de deur voor eenvoudige plug-and-play-aansluitingen tussen PLC's, SCADA-systemen en industriële robots van grote merken zoals ABB, Fanuc en Yaskawa. Er is ook geen behoefte aan speciale firmware of extra hardwaregateways. Dit verkort de installatietijd aanzienlijk — volgens een industrieonderzoek uit 2022 van het Automation Benchmark Consortium zelfs ongeveer 40% vergeleken met oudere hijsystemen. Bovendien werken universele ingangs-/uitgangmodules met verschillende merknamen, zodat alles probleemloos op elkaar aansluit.

• Snelle herinzet tussen productielijnen
• Gecentraliseerde HMI-bewaking en waarschuwingen voor voorspellend onderhoud
• Geautomatiseerde kalibratie met behulp van machinevisie-feedbackloops

Deze gestandaardiseerde architectuur beschermt automatiseringsinvesteringen tegen veroudering, ook bij veranderende productmixen en upgrades naar Industry 4.0.

Programmeerbare flexibiliteit: aanpassen van servo-hijsystemen aan productie met veel varianten

De productiewereld van tegenwoordig moet voortdurend wisselen tussen verschillende producten, batchgroottes en ontwerpveranderingen, wat vaste automatiseringssystemen echt op de proef stelt. Servohefsystemen zijn in staat om deze uitdaging aan te gaan dankzij hun softwaregebaseerde instelling. Operators kunnen parameters zoals de hefhoogte, versnellingssnelheid, snelheidslimieten en krachtdrempels binnen enkele minuten rechtstreeks via een digitale interface aanpassen. Er is geen noodzaak om mechanische onderdelen te demonteren of tijdrovende herkalibraties uit te voeren. Wanneer fabrieken zowel auto-onderdelenassemblages als verpakkingen voor elektronica op dezelfde lijn produceren, leidt dit soort flexibiliteit tot een dramatische vermindering van de omschakeltijden — soms met wel 90%. Fabrieken kunnen nu ook kleine productielopen van slechts één eenheid economisch verantwoorden, terwijl ze tegelijkertijd gemengde productiemodellen kunnen beheren, van vroege prototypes tot volledige seriesproductie. De mogelijkheid om deze systemen ‘on the fly’ te programmeren beschermt de investeringen van bedrijven wanneer ontwerpen onvermijdelijk later worden bijgewerkt, waardoor servohefsystemen bijna onmisbaar zijn voor de opbouw van productieopstellingen die zich kunnen aanpassen en meegroeien met veranderende eisen.

Veelgestelde vragen

Wat zijn de voordelen van servohefsystemen ten opzichte van traditionele systemen?

Servohefsystemen bieden snellere reactietijden, een lagere stroomverbruik en vereisen minder onderhoud in vergelijking met traditionele pneumatische of hydraulische systemen. Ze behouden ook een grotere positionele nauwkeurigheid en verminderen de energiekosten aanzienlijk.

Hoe verbeteren servohefsystemen de cyclustijden in de productie?

Servohefsystemen bereiken hogere cyclussnelheden door versnelling en vertraging nauwkeurig af te stemmen en overbodige bewegingen te elimineren. Deze systemen verkorten de start- en stopperioden, wat bijdraagt aan efficiëntere processen en aanzienlijke tijdwinst.

Hoe integreren servohefsystemen zich met robottechnologie?

Servohefsystemen zijn compatibel met industriële robots via wijdverspreide standaarden zoals EtherCAT en Modbus TCP, waardoor ze plug-and-play kunnen worden geïntegreerd zonder dat speciale firmware of hardware nodig is.

Kunnen servohefsystemen zich aanpassen aan wisselende productie-eisen?

Ja, servohijksystemen bieden programmeerbare flexibiliteit waardoor operators de systeeminstellingen snel kunnen aanpassen, zodat wijzigingen in product, partijgrootte en ontwerp zonder handmatige hercalibratie kunnen worden opgevangen.

Waarom is feedback met gesloten lus belangrijk bij servohijksystemen?

Feedback met gesloten lus waarborgt real-time positionele nauwkeurigheid, wat helpt om montagefouten, uitlijningsafwijkingen en onverwachte productiestoppen te voorkomen, wat essentieel is voor toepassingen die hoge precisie vereisen.