自动化

在应用新的自动化技术之前需要考虑的4个变量

自动化投资建议:实施前沿自动化技术,实现快速投资回报(ROI),并使最终用户提供支持。这些不必是自动化技术的互斥目标。

汤姆·詹森 2021年8月11日,
礼貌:Beckhoff自动化

学习目标

  • 检查当前的自动化技术是否能够支持目标应用程序的目标。
  • 考虑最终用户社区是否可以支持这项技术。
  • 计算投资自动化回报(ROI)。

自动化技术继续增长更多样化和可用。这是该星球的好消息,以满足不断增长的人口的需求和创造自动化解决方案的工程师的需求。更多的应用程序和流程正在成为现代化的候选人。问题 - 自动化,或者不自动化 - 可能是棘手的。考虑到更大自动化成功的路径上的四个变量。

1.目前的自动化技术是否支持目标应用程序的目标?

这个问题比似乎更深。自动化平台技术提供商供应旨在追溯到大学和集成电路(IC)建造者。现代机器常常连接到Web,用于运营输入,如全球位置,温度和能源价格,以了解它们应该运行以最大限度地提高生产效率。

在自动化不常见的过程时,一定要质疑关于应用程序和可用自动化的一切。例如,考虑一个消费品的装配,例如电动剃须刀。也许这样做并不起眼,除非目标是将吞吐量翻倍、创建无穷无尽的变体并减少机器占用;此外,还需要了解最新的技术。传送带也许能让我们到达那里,线性运动更接近,但平面运动也能做到。

什么是平面运动,“无触”运动控制?

平面运动是一个由两部分组成的系统——由平面瓷砖和移动器组成的“桌子”。移动器就像一艘气垫船,可以在桌子周围用良好的载荷自由地指挥。路径设置允许串行或并行装配,这取决于操作时间和产品特性。这些平面运动系统允许移动工件到操作,而不是移动操作到工件。

在全集成的架构中,飞行运动系统可以实现更多。

例如,机器学习(ML)和人工智能(AI)通常会导致更好的性能,机器稳定性和节能。当ML在标准机器控制环境中实现时,可以实现这些结果更快,并且在更大程度上实现。

选择自动化技术合作伙伴,与准备将ML集成到机器中的包。了解市场提供的内容有助于评估应用程序目标的应用程序能力。

图1:为了获得最大的灵活性和更少的切换,Beckhoff的XPlanar系统支持各种处理和传输功能,例如矩形楼层(右侧)或特定于应用程序的配置(左)。礼貌:Beckhoff自动化

图1:为了获得最大的灵活性和更少的切换,Beckhoff的XPlanar系统支持各种处理和传输功能,例如矩形楼层(右侧)或特定于应用程序的配置(左)。礼貌:Beckhoff自动化

2.最终用户社区是否支持所选技术?

例如,如果平面技术被选为推动装配应用的最佳方式,那么将该技术集成到机器中是否能在最短的停机时间内运行并获得24小时的支持?

虽然应用工程师可能会说,“是”,但最终用户经常坚持梯形逻辑编程代码。通常通过机器用户或操作员可以理解应用团队对机器和平面运动系统编写代码的时间和能量。

补救措施不是在梯形图代码中编程平面运动,或者在代码中提出评论,但既可以帮助。补救措施是一个操作员界面(人机界面(HMI))专为一个人假设与机器具有零经验的人,如老板(对不起,老板)。

旁注:当办公室的打印机卡壳时,老板不会打开梯子的代码来排除故障。相反,相关人员转向打印机的显示器,按照说明操作并解决问题。

这种故障排除方法对于复杂的机电系统来说更为重要。

随着行业走向未来并面临更高技术的劳动力短缺,它很清楚的公司愿意与原始设备制造商(OEM)合作,可以提供能够保持生产运行的直观方式。厂房楼层和主管,如保持操作运行,而无需调用维护即可打开笔记本电脑并挖掘代码。

图2:使用来自Beckhoff的XPlanar系统,原始设备制造商(OEM)PlasmAtreat有效地将工件移动用于平面搬运机上的处理过程,并将机械和电复合等离子体喷射器保持在固定位置。礼貌:Beckhoff自动化

图2:使用来自Beckhoff的XPlanar系统,原始设备制造商(OEM)PlasmAtreat有效地将工件移动用于平面搬运机上的处理过程,并将机械和电复合等离子体喷射器保持在固定位置。礼貌:Beckhoff自动化

3.自动化投资回报(ROI)在哪里?

在设定目标和查找如何支持新的自动化概念后,价格是否合理努力所花费的努力?这是一个历史悠久的问题。看平面系统示例,每个瓷砖构成平面系统的桌面基本上是一个驱动器,因此建立桌子的成本可能变得昂贵,使设计成本令人恐惧。相同的型号适用于线性传输系统和机器人运动控制。然而,由于平面搬运工具有6度自由(DOF)并且可以是组装件的尺寸,所以成本以大的方式偏移。

平面系统如何整合到机器设计中?

平面系统使用移动器来完成机器人的工作,这意味着你可以用简单、节省空间的单轴装置代替机器人组装时需要的大型工作外壳。这增加了容量(或外围设备密度),并为占用空间非常小的机器增加了新功能的选项。它提供了减少转换时间的创新方法,这对大多数终端用户来说是很大的增值。

作为另一个例子,考虑用线性电机系统取代步行梁机。新的优点包括灵活的并行操作,整理和控制较小框架机中的Tact时间。有成本的权衡。超过足够的价值证明了任何成本差异。

4.生产或机器模块的切换少于先前?

限制工艺或机器模块之间的切换,具有机器设计使命更容易。许多生产问题源于卡纸输送机,磨损或松动的带或不正确的操作,因为产品不合适。不精确或暂停的运动会影响返工或废料的质量,并需要大量的人员来解决,识别和补救此类故障。机器人可以改善机器模块之间的切换,并增加成本,占地面积和复杂性。

图3:XPlanar系统的6度自由 -  X,Y,Z移动,倾斜和360度旋转 - 通过运输系统直接增强每个工件的加工和检查。礼貌:Beckhoff自动化

图3:XPlanar系统的6度自由 - X,Y,Z移动,倾斜和360度旋转 - 通过运输系统直接增强每个工件的加工和检查。礼貌:Beckhoff自动化

围绕平面概念进行设计

通过围绕直线电机和平面概念进行设计,目标是在工件留在系统的移动机上时完成所有装配操作。这种非线性制造技术不需要在模块之间传递工件。相反,移动器通过多个过程携带工件,消除了过去必需的交接。这提高了整体投资回报率和机器正常运行时间,因为操作人员避免了调整输送机、计时器和工作转换。

通过使用线性和平面运动中的示例,了解如何更好地将工件移动到操作,而不是将操作移动到工件。通过采用新的自动化技术,OEM和制造商可以重新考虑可能的可能性,粉碎机器设计中的常规限制,并创建一个新的机器,旨在解决许多新挑战。

汤姆詹森大会行业经理,Beckhoff Automation LLC..由内容经理马克·t·霍斯克编辑,控制工程,CFE媒体mhoske@cfemedia.com。

关键词:运动控制,机电一体化,控制设计

考虑一下这个

什么新的水平用新的运动控制技术,自动化设计能达到怎样的效率?

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无抗体物流:Beckhoff Automation提供有关其XPlanar浮动运输系统的更多信息www.beckhoff.com/xplanar


汤姆詹森
作者生物:Tom Jensen是Beckhoff Automation LLC的集会行业经理。