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#Tendencias de productos
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Diseño con control de movimiento en mente
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Qué OEM e ingenieros de diseño necesitan saber sobre los motores, las impulsiones, y los reguladores.
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Si los diseñadores están mejorando una máquina movimiento-céntrica o están construyendo un nuevo, es esencial ellos comienza con control de movimiento en mente. Entonces pueden desarrollar el diseño alrededor de la mejor manera de conseguir automatización eficaz y eficiente.
las máquinas Movimiento-basadas se deben diseñar y construir alrededor de sus funciones de la base. Para una impresora que confía en un sistema específico de usos de enrrollamiento, por ejemplo, los diseñadores se centrarían en las partes críticas y desarrollarían el resto de la máquina en apoyo de las funciones de la base.
Esto suena como la ingeniería de diseño 101, pero con las presiones y los equipos del tiempo-a-mercado siloed tradicionalmente en mecánico, los departamentos eléctricos, y del software, es fácil que el diseño invierta a un proceso en gran parte linear. El diseño con control de movimiento en mente, sin embargo, requiere un acercamiento de la mecatrónica que incluya desarrollar los conceptos iniciales, determinando la topología del sistema y el acercamiento de la máquina, y la selección de la arquitectura del interfaz y de los programas de la conexión.
Aquí están algunos aspectos esenciales de motores, de impulsiones, de reguladores, y del software que los ingenieros deben considerar desde el principio de cada proyecto de diseño de máquina para reducir ineficacias, errores, y coste mientras que permiten para que los OEM solucionen problemas del cliente en menos tiempo.
【el】 del proceso de diseño
Cómo y donde las piezas se mueven es típicamente donde los ingenieros consagran la mayor parte de su esfuerzo que dirige, especialmente al desarrollar las máquinas innovadoras. Aunque las estructuras innovadoras sean con mucho las más largas, ofrecen a menudo el ROI más grande, especialmente si los equipos hacen uso de más último de la ingeniería virtual y de diseños modulares.
El primer paso cuando desarrollar una máquina a partir de cero es pedir: ¿Cuáles son las funciones críticas de esta máquina? Podría ser hacer una máquina que es mantenimiento, o altamente exacta fácil de limpiar, bajo. Identifique la tecnología que entregará la función, el funcionamiento, o el nivel requerido del mantenimiento.
Cuanto más complejo el problema que necesita ser solucionado, más difícil será determinar las funciones más vitales. Consider que trabaja con un proveedor movimiento-céntrico de la automatización que puede ayudar a definir los detalles críticos y a determinar el acercamiento correcto.
Entonces pida: ¿Cuáles son las funciones estándar de la máquina? Permaneciendo con el ejemplo anterior de la impresora, la tensión y los controles de sensor usados para desenrollar el material que es impreso en son bastante estándar. De hecho, los cerca de 80% de las tareas de una nueva máquina están las tareas de las máquinas del pasado de las variaciones prendido.
Usando el hardware modular y el código la programación para manejar los requisitos que dirigen para las funciones estándar reduce perceptiblemente la cantidad de recursos del diseño necesarios para terminar el proyecto. También utiliza funciones consagradas, confiabilidad así cada vez mayor y dejarle foco en partes más complejas del diseño.
Trabajo con un socio del control de movimiento que pueda entregar funciones estándar con medios modulares del soporte físico y del software usted puede centrarse en las características de valor añadido que distinguen su producto de la competencia.
En un proyecto de diseño típico, los ingenieros industriales construyen sus componentes mecánicos de la máquina la estructura y; los ingenieros eléctricos añaden la electrónica, incluyendo impulsiones, alambres, y controles; y entonces las Software Engineers escriben el código. Cada vez que hay un error o un problema, el equipo de proyecto tiene que retrocederlo y corregir. Tanto el tiempo y la energía en el proceso de diseño está pasado que hacen de nuevo el diseño basado en cambios o errores. Afortunadamente, diseñando los mecánicos con software del cad y planeamiento y diseño siloed son casi cosas del pasado.
Hoy, la ingeniería virtual deja a los equipos diseñar cómo las máquinas funcionarán usando varias trayectorias paralelas, así dramáticamente acortando el ciclo que se convierte y el tiempo-a-mercado. Creando a un gemelo digital (una representación virtual de la máquina), cada departamento puede trabajar en sus los propio y desarrollar piezas y controles simultáneamente al resto del equipo.
Un gemelo digital deja a ingenieros rápidamente probar los diversos diseños para una máquina así como sus tecnologías de la máquina. Por ejemplo, quizás se recoge un proceso requiere el material se alimente en una alimentación de la máquina hasta la cantidad deseada y entonces el material se corta; eso significa que usted debe imaginar una manera de parar la alimentación siempre que el material necesite ser cortado. Hay varias maneras de manejar ese desafío, y todos pueden afectar a cómo la máquina total actúa. Intentar diversos remedios o componentes el volver a poner para ver cómo afecta a operaciones es simple con un gemelo digital y lleva (y menos) a una creación de un prototipo más eficiente.
La ingeniería virtual deja a los equipos de diseño considera todo cómo la máquina entera y sus conceptos traslapados funcionan juntos para alcanzar una meta o metas particular.
【Que selecciona el】 de la topología
Los diseños complejos con varias funciones, más de un eje del movimiento y movimiento multidimensional, y una salida y una producción más rápidas hacen topología del sistema apenas según lo complicado. Eligiendo entre centralizado, la automatización regulador-basada o la automatización descentralizada, impulsión-basada depende de la máquina que es diseñada. Qué lo hace la máquina, sus funciones totales y locales, afecta si usted opta por topología centralizada o descentralizada. Espacio del gabinete, tamaño de la máquina, condiciones ambiente, e incluso tiempo de instalación también afectar a esta decisión.
Automatización centralizada. La mejor manera de conseguir el control de movimiento coordinado para las máquinas complejas está con la automatización regulador-basada. los comandos del Movimiento-control se remiten generalmente a los servo-inversores específicos vía un autobús en tiempo real estandardizado tal como EtherCAT, y los inversores conducen todos los motores.
Con la automatización regulador-basada, varios indican las hachas se pueden coordinar para realizar una tarea compleja. Es topología ideal si el movimiento está en el corazón de la máquina y todas las piezas deben ser sincronizadas. Por ejemplo, si es crítico que cada eje del movimiento esté en un lugar específico a conseguir colocar correctamente un brazo del robot, usted elegirá probablemente la automatización regulador-basada.
Automatización descentralizada. Con máquinas y módulos más compactos de la máquina, el control de movimiento descentralizado redujo o elimina la carga en controles de máquina. En lugar, impulsiones más pequeñas del inversor asumen responsabilidades del control descentralizado, un sistema de la entrada-salida evalúa señales de control, y un autobús de la comunicación tal como EtherCAT forma una red de punta a punta.
La automatización descentralizada es ideal cuando una porción de la máquina puede tomar la responsabilidad de terminar una tarea y no lo hace tuvo que constantemente informe de nuevo a control central. En lugar, cada porción de la máquina se realiza rápidamente e independientemente, solamente informando una vez que su tarea es completa. Porque cada dispositivo maneja su propia carga en tal arreglo, la máquina total puede aprovecharse de más poder del procesamiento distribuido.
Control centralizado y descentralizado. Aunque la automatización centralizada proporcione la coordinación y descentralizado proporciona un poder más eficiente del procesamiento distribuido, una combinación de ambas es a veces la mejor opción. La decisión final depende de requisitos overarching incluyendo las metas relacionadas con: Coste/valor, producción, eficacia, confiabilidad en un cierto plazo, especificaciones de seguridad.
Cuanto más complejo el proyecto, más importante es tener un socio de la ingeniería de control del movimiento que puede dar consejo sobre los diversos aspectos. Cuando el constructor de la máquina trae la visión y el socio de la automatización trae las herramientas, ése es cuando usted consigue la mejor solución.
El 【trabaja a máquina】 del establecimiento de una red
El establecimiento limpio, interconexión de la futuro-prueba es también un paso dominante en el diseño con control de movimiento en mente. El protocolo de comunicación es apenas tan esencial como donde se localizan los motores y las impulsiones porque no es apenas sobre qué son también cómo los componentes hacer-él usted lo conecta todo.
Un buen diseño reduce el número de alambres y de la distancia que deben ir. Por ejemplo, un sistema de 10 a 15 alambres que iban a un terminal remoto se podía substituir por un cable de Ethernet usando un protocolo de comunicación industrial tal como EtherCAT. Ethernet no es la única opción, pero cualquier usted utiliza, asegúrese que usted tenga las herramientas o los autobuses derechos de la comunicación, así que usted puede utilizar protocolos comunes. La selección de un buen autobús de la comunicación y tener un plan para cómo todo será presentada hace las extensiones futuras que mucho más fáciles.
Foco en la construcción de un buen diseño dentro del gabinete desde el principio. Por ejemplo, no ponga las fuentes de alimentación cerca de los componentes electrónicos que se pudieron afectar por interferencia magnética. El componente con las altas corrientes o frecuencias puede generar ruido eléctrico en alambres. Así pues, guarde los componentes de alto voltaje lejos de los componentes de baja tensión para la mejor operación. Además, descubra si su red es seguridad clasificada. Si no, usted necesitará probablemente conexiones redundantes hardwired de la seguridad tan si una porción falla, él detecta su propio fracaso y reacciona.
Como Internet industrial de las cosas (IIoT) se arraiga, consideran añadir funciones avanzadas usted o sus clientes pueden muy no ser listos para utilizar. La construcción de las capacidades en la máquina significa que será más fácil actualizar esa máquina más adelante.
】 Del software del 【
Según estimaciones de la industria, no será mucho antes los OEM necesitarán pasar 50-60% de su tiempo de desarrollo de la máquina centrado en requisitos del software. La evolución de un foco en mecánicos a un foco en interfaz pone constructores más pequeños de la máquina en una desventaja competitiva, pero puede también nivelar el terreno de juego para las compañías que quieren adoptar software modular y protocolos estandardizados, abiertos.
Cómo se organiza el software puede ampliarse o limitar una qué máquina puede hacer ahora y en el futuro. Como el hardware modular, el software modular mejora la velocidad y la eficacia del edificio de la máquina.
Por ejemplo, diga que usted está diseñando una máquina y quiera añadir un paso adicional entre dos fases. Si usted está utilizando software modular, usted puede añadir simplemente un componente sin la reprogramación o la recodificación. Y, si usted tiene seis secciones todas que hacen la misma cosa, usted puede escribir código una vez y utilizarlo a través de las seis secciones.
No sólo es el diseño más eficiente con el software modular, él también deja a ingenieros entregar a los clientes de la flexibilidad anhela. Por ejemplo, diga que el cliente quiere una máquina que corra diversos productos clasificados, y el tamaño más grande necesita un cambio en cómo las funciones de una sección. Con software modular, los diseñadores pueden cambiar simplemente hacia fuera la sección sin afectar al resto de las funciones de la máquina. Este cambio se podía automatizar para dejar el OEM, o aún al cliente, rápidamente interruptor entre las funciones de la máquina. No hay nada reprogramar porque el módulo está ya en la máquina.
Los constructores de la máquina pueden ofrecer una máquina baja estándar con las características opcionales para cumplir los requisitos únicos de cada cliente. Desarrollando una cartera de mecánico, los módulos eléctricos, y de programación hacen más fácil montar rápidamente las máquinas configurables.
Para conseguir la mayoría de la eficacia de software modular, sin embargo, es esencial seguir los estándares industriales, especialmente si usted está utilizando a más de un proveedor. Si el proveedor de la impulsión y del sensor no es estándares industriales siguientes, entonces esos componentes no pueden hablar el uno al otro y todas las eficacias de la modularidad se pierden en imaginar cómo conectar las piezas.
Además, si su cliente planea en la conexión de la secuencia de datos con una red de la nube, es esencial cualquier software se crea usando protocolos del estándar industrial, así que la máquina puede trabajar con las otras máquinas e interfaz con servicios de la nube.
El OPC UA y MQTT es las arquitecturas mas comunes del programa normalizado. El OPC UA permite cerca de la comunicación en tiempo real entre las máquinas, los reguladores, la nube, y otros dispositivos de las TIC, y está probablemente el más cercano a una infraestructura de comunicación holística que usted puede conseguir. MQTT es un protocolo más ligero de la IIoT-mensajería que permite a dos usos hablar el uno al otro. Es de uso frecuente en un solo producto-dejando, por ejemplo, un sensor o una información del tirón de la impulsión de un producto y lo envía a la nube.
】 de la conectividad de la nube del 【
Las máquinas interconectadas, a circuito cerrado siguen siendo la mayoría, pero las fábricas completamente conectadas a la nube están creciendo en renombre. Esa tendencia podía aumentar el nivel de mantenimiento profético y de producción dato-conducida y es el cambio principal siguiente en software de la fábrica; comienza con conectividad remota.
las plantas Nube-conectadas analizan datos de procesos diferentes, de diversas líneas de montaje, y más para crear representaciones más completas del proceso de producción. Esto las deja comparar la eficacia total del equipo (OEE) de diversas instalaciones de producción. Los OEM punta trabajan con los socios de confianza de la automatización para ofrecer las máquinas nube-listas con las capacidades modulares de la industria 4,0 que pueden enviar a los usuarios finales de los datos necesitan.
Para los constructores de la máquina, usando la automatización de control del movimiento y tomar un holístico, el acercamiento del total-proceso para hacer las plantas o a las compañías de los clientes más eficientes estará seguro de ganar más negocio.