La meccatronica intelligente aggiunge funzionalità alle applicazioni di movimento lineare

Gli OEM dei sistemi di produzione e gli utenti finali dell'automazione di oggi sono costantemente alla ricerca di progressi tecnologici per semplificare la loro vita.

Le innovazioni di Industry 4.0 hanno stimolato una nuova classe di tecnologie intelligenti che combinano elettronica digitale e interfacce di comunicazione per una maggiore sofisticatezza, funzionalità e facilità d'uso.

Poiché sempre più aziende manifatturiere adottano la tecnologia pronta per l'Industria 4.0, le tecnologie emergenti di meccatronica intelligente stanno offrendo alle macchine maggiore intelligenza e versatilità. Questi sistemi avanzati sono anche più facili da specificare, ordinare e distribuire rispetto alle opzioni precedenti, aumentando il loro valore per gli OEM e gli utenti finali.

Comprendere le capacità della meccatronica intelligente può aiutare i progettisti di sistemi a valutare il modo migliore per sfruttare questa meccatronica per rendere le loro soluzioni di produzione altamente competitive.

La moderna meccatronica è integrata e versatile

La meccatronica sono sistemi e sottoassiemi che combinano componenti meccanici ed elettronici disparati in soluzioni dedicate a compiti specifici. Nel mondo del movimento, due esempi sono l'assemblaggio e il trasporto del prodotto soddisfatto dai sistemi di movimento lineare meccatronico e dai robot cartesiani. Il fulcro della meccatronica è la stretta integrazione di motori elettronici, controlli, sensori e componenti lineari. La meccatronica potrebbe essere considerata un precursore delle tecnologie dell'Industria 4.0.

La meccatronica intelligente porta il concetto oltre, assumendo la forma di soluzioni complete che incorporano sensori avanzati e piattaforme di controllo facili da usare per l'operatore. Questi sistemi producono:

• Dati in tempo reale sulle prestazioni della macchina

• Dati in tempo reale sulla qualità di produzione, se applicabile

• Controllo ed esecuzione precisi delle sequenze di movimento

• Tracciamento automatizzato dei dati di produzione e della produttività

• Facile connettività con sistemi di gestione a livello di macchina ea livello di impianto

Fase uno della meccatronica intelligente: configurazione online

La meccatronica intelligente è più veloce e facile da progettare e mettere in servizio rispetto ai precedenti sistemi di meccatronica. Ciò è utile perché la meccatronica è per loro stessa natura piuttosto complessa: richiede la considerazione e il dimensionamento simultanei di più componenti lineari, azionamenti, controller e interfacce operatore... e quindi la loro attenta combinazione.

Il primo passo per specificare, acquistare e mettere in servizio una macchina meccatronica intelligente è sfruttare gli strumenti online accessibili tramite i portali dei fornitori. Questi strumenti di configurazione consentono agli ingegneri di creare sistemi intelligenti pronti per funzionare "out of the box" con una programmazione minima... quindi sono forse più utili per gli ingegneri che hanno solo una conoscenza di base dell'attuazione elettrica e della potenza dei fluidi (incluso il movimento lineare) e dei controlli del movimento. Gli utenti inseriscono parametri come corsa, peso del pezzo e tempo di ciclo, che quindi genera un output che può essere verificato nell'ambiente CAD dello strumento online. Le seguenti richieste di dimensionamento e configurazione, tutti i componenti per la soluzione meccatronica completa, come un robot cartesiano, una pressa o una macchina di giunzione, possono essere specificati in una volta sola. È un'opzione che consente agli ingegneri di ottenere una soluzione completa da un unico fornitore, ricevendo un sistema integrato fornito con sequenze di movimento preprogrammate pronte per l'implementazione plug-and-produce.

Controllo operativo più intelligente e semplice

La meccatronica intelligente può aumentare la produttività e la flessibilità di solito con processi di produzione "trasparenti", con sensori per il monitoraggio delle condizioni in tempo reale.

Basta considerare come alcuni produttori offrono kit funzione meccatronici specifici per l'operazione per supportare tale monitoraggio. Ad esempio, un kit funzionale per una pressa può includere un cilindro elettromeccanico, servoazionamento, motore, controller, sensori e software operatore per supportare le operazioni di pressatura e assemblaggio di giunzione. Le macchine costruite utilizzando un tale kit di funzioni sono facili da implementare, poiché i componenti sono dotati di software operativo preinstallato... e parametrizzazione automatica pronta per essere eseguita sul servoazionamento, quindi non è necessaria alcuna conoscenza della programmazione del controllo del movimento per portare la macchina in linea. Il software è dotato di un'interfaccia utente grafica (GUI) drag-and-drop che consente agli operatori di creare sequenze di produzione in modo intuitivo, ad esempio premendo cuscinetti a sfera in un alloggiamento.

Inoltre, i dati possono anche essere esportati tramite interfacce di sistema a sistemi di analisi della produzione a livello di stabilimento o basati su cloud, rendendo il sistema di meccatronica intelligente un componente integrante della piattaforma Industry 4.0 di un'azienda.

Funzionalità simili vengono implementate anche per altri scenari di automazione di fabbrica, inclusi i sistemi di movimento lineare come i robot di movimentazione cartesiani per le operazioni pick-and-place o di trasporto. Usano strumenti di configurazione online simili per dimensionare e specificare tutti i moduli lineari, attuatori ed effettori finali, cavi, sensori, azionamenti elettrici e controller necessari per sistemi di movimentazione completi.