Kako servodvigalni sistem izboljša učinkovitost sestave?

Natančna regulacija gibanja za sestavo brez napak

Zaprti zanki povratne informacije zagotavljajo realno časovno natančnost položaja v okoljih pametne tovarne

Današnji servo dvigalni sistemi lahko dosežejo neverjetne natančnosti zahvaljujoč svojim zaprtim zankam povratne informacije. Ti sistemi neprestano preverjajo položaj in silo s pomočjo senzorjev z visoko ločljivostjo, kar jim omogoča hitre prilagoditve ob vibracijah, spremembah temperature ali nenadnih premikih teže med obratovanjem. Pomen te odzivnosti postane očiten v proizvodnji medicinskih naprav, kjer tolerance pod 0,1 mm pomenijo razliko med delujočim izdelkom in tistim, ki ne uspe pri kakovostnih preverjanjih ali krši predpise. Vodilni proizvajalci danes uporabljajo harmonične prestavne mehanizme, ki zagotavljajo ponovljivost približno 15 loksekund. To je dejansko približno štirikrat boljše kot pri tradicionalnih motorjih z zobatiščem. Kot posledica tega podjetja poročajo o zmanjšanju napak pri sestavljanju za približno tri četrtine v panogah, kjer je natančnost najpomembnejša, na primer pri proizvodnji letalsko-kosmičnih komponent in diagnostične opreme.

Prednosti glede navora, hitrosti in ponovljivosti v primerjavi z zračnimi/hidravličnimi alternativami

Ko gre za dvigalne sisteme, se servomotorji res izstopajo v primerjavi s starejšo tehnologijo, saj reagirajo hitreje, porabljajo manj energije in praktično ne zahtevajo vzdrževanja. Pnevmatski sistemi imajo težave s stiskanjem zraka ter zamiki pri gradnji tlaka, servomotorji pa zagotavljajo polni navor kadarkoli je potreben, celo ob hitrostih nad 1 meter na sekundo. Ti sistemi lahko ohranjajo natančnost položaja znotraj približno 0,02 milimetra tudi po stotinah tisoč ciklov, kar je približno dvakrat več kot hidravlični dvigali. Odprava vseh teh kompresorjev, oljnih rezervoarjev in tesnilnih elementov pomeni, da tovarne prihranijo približno polovico stroškov energije ter izognijo vsaki nadležni prostojni dobi zaradi menjave olja ali popravka uhajanj. Poleg tega obstaja programabilna funkcija, ki omejuje količino sile, uporabljene med vstavljanjem komponent. To pomaga zaščititi krhke dele pred poškodbami, hkrati pa ohranja dovolj visoke hitrosti proizvodnje, da se izpolnijo roki.

Krajši čas cikla zaradi servo dvigal z visokim pospeškom

Hitro pospeševanje/zaviranje zmanjša čas, ki ni povezan z dodano vrednostjo, pri operacijah dviganja in postavljanja

Servo dvigalni sistemi zmanjšajo izgubljeno gibanje z natančno nastavitvijo pospeševanja. Ti sistemi dosežejo najvišjo hitrost približno 30 % hitreje kot starejši modeli in zavirajo z energijsko rekuperacijo namesto z običajnimi zavornimi sistemi. Pri ponavljajočih se nalogah dviganja in postavljanja, ki so značilne za avtomobilsko proizvodnjo in sestavne linije elektronskih naprav, se tako odpravijo počasni začetki in konci, ki so prej porabili približno četrtino celotnega ciklusnega časa. Tudi prihranek le pol sekunde na vsak dvig hitro narašča. V enem letu z neprekinjenim delovanjem v treh izmenah lahko tovarne pridobijo stotine dodatnih ur. Ključnega pomena je tukaj dejstvo, da ti sistemi ne prekoračujejo ciljev zaradi natančnega nadzora gibanja. To pomeni, da ni potrebe po časovno zahtevnih korekcijah, ki so običajne pri osnovnih sistemih in za katere je običajno potrebnih dodatnih 15 do 20 % časa za prilagoditve.

Sinergija hitrega krmiljenja gibanja in povratne zanke z zaprto zanko zmanjša neproduktivno navpično gibanje za do 25 % pri aplikacijah v pakiranju in polaganju v škatle – kar poveča izhodnost brez dodatnega prostora na tleh ali dodatnega dela.

Brezhibna integracija z robotiziranimi sistemi za rokovanje z materiali in večosnimi sistemi

Sinhrono servo dvigovanje skupaj z robotskimi rokami za zapletene večkorakne sestavne zaporedja

Servo dvigalni sistemi delujejo brezhibno skupaj z robotiziranimi rokami za zapletene večkorakne operacije, kot so nameščanje vijakov enega za drugim, poravnavanje delov brez orodja ali postavljanje sestavnih delov pod vodstvom kamor. Ohranjanje natančnih položajev z natančnostjo približno 0,1 mm med sočasnim premikanjem zmanjša neprijetne nepravilne poravnave, ki povzročajo zamude. Te težave dejansko predstavljajo približno 23 % nepredvidenih ustavitev proizvodnje, kar je navedeno v reviji Assembly Technology Review iz lani. Ko se med krmilniki vzpostavi komunikacija v realnem času, lahko robotske roke med izvajanjem spremenijo svojo pot, če senzorji zaznajo kakršnekoli razlike na obdelovancu. Ta sposobnost naredi te sisteme dovolj zanesljive za občutljive aplikacije v proizvodnji elektronike, optični sestavi in drugih okoljih natančne obdelave, kjer tudi majhne napake veliko pomenijo.

Kompatibilnost tipa »vključi in zaženi« z industrijskimi roboti in avtomatizacijskimi platformami na osnovi PLC

Industrijski standardi, kot so EtherCAT, Modbus TCP in CANopen, resnično odpirajo vrata za enostavne povezave tipa "vključi in deluje" med PLC-ji, sistemi SCADA in industrijskimi roboti znanih znamk, kot so ABB, Fanuc in Yaskawa. Ni potrebe niti po posebni strojni opremi za izvedbo premostitve (gateway) niti po posebni programski opremi (firmware). To dejansko zmanjša čas namestitve za približno 40 % v primerjavi s starejšimi dvigalnimi sistemi, kar kažejo nekatere industrijske raziskave iz leta 2022, ki jih je izvedla skupina Automation Benchmark Consortium. Poleg tega univerzalni moduli za vhode/izhode delujejo pri napravah različnih znamk, zato se vse naprave preprosto povežejo brez težav.

• Hitra ponovna namestitev med proizvodnimi linijami
• Centralizirano spremljanje prek človek-stroj vmesnika (HMI) in opozorila za prediktivno vzdrževanje
• Avtomatizirana kalibracija z uporabo povratnih zank strojnega vida

Ta standardizirana arhitektura zagotavlja dolgoročno primernost avtomatizacijskih naložb ob spreminjajočih se mešanicah izdelkov in nadgradnjah v okviru Industrije 4.0.

Programabilna prilagodljivost: prilagajanje servodvigalnih sistemov proizvodnji z velikim številom različic

Proizvodni svet danes nenehno potrebuje preklop med različnimi izdelki, velikostmi serij in spremembami oblikovanja, kar resnično preverja meje sistemov fiksne avtomatizacije. Servo dvigalni sistemi te izzive uspešno obravnavajo zahvaljujoč svoji programsko podprti nastavitvi. Operaterji lahko v nekaj minutah neposredno prek digitalnega vmesnika prilagodijo parametre, kot so višina dviga, pospešek, omejitve hitrosti ter meje sil. Ni potrebno razstavljati nobenega mehanskega dela ali opravljati dolgotrajnih ponovnih kalibracij. Ko tovarne na isti proizvodni liniji hkrati izvajajo sestavo avtomobilskih delov in pakiranje elektronskih naprav, ta vrsta fleksibilnosti znatno zmanjša čase prehoda med različnimi nalogami – včasih celo za približno 90 %. Tako lahko obrati zdaj utemeljeno izvajajo tudi serije velikosti enega samega izdelka in hkrati uspešno upravljajo mešane proizvodne modele – od zgodnjih prototipov do popolnoma razvite serijske proizvodnje. Možnost takojšnjega programiranja teh sistemov varuje naložbe podjetij ob morebitnih prihodnjih posodobitvah oblikovanja, kar naredi servo dvigalne sisteme skoraj nujne za gradnjo proizvodnih postavk, ki se lahko prilagajajo in razvijajo skupaj z naraščajočimi in spreminjajočimi se zahtevami.

Pogosta vprašanja

Kakšne so prednosti servopdvigalnih sistemov glede na tradicionalne sisteme?

Servopdvigalni sistemi ponujajo hitrejše odzivne čase, nižjo porabo energije in zahtevajo manj vzdrževanja v primerjavi z tradicionalnimi pnevmatskimi ali hidravličnimi sistemi. Prav tako zagotavljajo večjo natančnost pozicioniranja in pomembno zmanjšajo stroške energije.

Kako servopdvigalni sistemi izboljšajo ciklusne čase v proizvodnji?

Servopdvigalni sistemi dosežejo višje hitrosti ciklov z natančnim nastavljanjem pospeševanja in zaviranja ter z izločitvijo nepotrebnih gibanj. Ti sistemi zmanjšajo čase zagona in zaustavitve, kar prispeva k učinkovitejšim operacijam in pomembnim varčevanjem s časom.

Kako se servopdvigalni sistemi integrirajo z robotsko tehnologijo?

Servopdvigalni sistemi so združljivi z industrijsko robotiko prek široko sprejetih standardov, kot sta EtherCAT in Modbus TCP, kar omogoča integracijo po načelu »vključi in deluj« brez potrebe po posebni programski opremi ali strojni opremi.

Ali se servopdvigalni sistemi lahko prilagodijo različnim proizvodnim zahtevam?

Da, servopnevtični dvigalni sistemi ponujajo programsko prilagodljivost, ki omogoča operaterjem hitro prilagoditev nastavitev sistema, da se prilagodijo spremembam izdelka, velikosti serije in oblikovanja brez ročne ponovne kalibracije.

Zakaj je zaprta zanka povratne informacije pomembna v servopnevtičnih dvigalnih sistemih?

Zaprta zanka povratne informacije zagotavlja realno časovno natančnost položaja in tako preprečuje napake pri sestavljanju, nepravilna poravnava ter nepričakovane zaustavitve proizvodnje, kar je ključno za aplikacije z visoko natančnostjo.