{{{sourceTextContent.title}}}

Progettando con il controllo di moto in mente

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Che OEM e tecnici della progettazione devono sapere circa i motori, gli azionamenti ed i regolatori.

{{{sourceTextContent.description}}}

Se i progettisti stanno migliorando una macchina moto-centrica o stanno sviluppando un nuovo, è essenziale essi comincia con controllo di moto in mente. Poi possono elaborare la progettazione intorno al migliore modo ottenere efficace e automazione efficiente.

a macchine basate a moto dovrebbero essere progettate e costruite intorno alle loro funzioni del centro. Per una stampatrice che conta su un insieme specifico delle applicazioni d'avvolgimento, per esempio, i progettisti metterebbero a fuoco sulle parti critiche e svilupperebbero il resto della macchina a sostegno delle funzioni del centro.

Ciò suona come ingegneria di progettazione 101, ma con le pressioni ed i gruppi di time to market siloed tradizionalmente in meccanico, dipartimenti del software ed e elettrici, è facile affinchè la progettazione ritorni ad un processo in gran parte lineare. Progettando con il controllo di moto in mente, tuttavia, richiede meccatronica si avvicina a che comprende sviluppare i concetti iniziali, determinando la topologia del sistema e l'approccio della macchina e selezionando l'architettura dell'interfaccia e di software del collegamento.

Qui sono alcuni aspetti essenziali dei motori, degli azionamenti, dei regolatori e del software che gli ingegneri dovrebbero considerare dall'inizio di ogni progetto di progettazione della macchina di ridurre le inefficienze, gli errori ed il costo mentre permettono affinchè gli OEM risolvano i problemi del cliente in meno tempo.

【il】 di processo di progettazione

Come e dove le parti si muovono è tipicamente dove gli ingegneri spendono la maggior parte del loro sforzo tecnico, particolarmente quando sviluppano le macchine innovarici. Sebbene le configurazioni innovarici siano di gran lunga il più che richiede tempo, offrono spesso il più grande ROI, particolarmente se i gruppi usano il più recente nell'ingegneria virtuale e nelle progettazioni modulari.

Il primo punto quando sviluppare una macchina da zero è di chiedere: Che cosa sono le funzioni critiche di questa macchina? Potrebbe essere di fare una macchina che è manutenzione, o altamente accurata facile da pulire e bassa. Identifichi la tecnologia che consegnerà la funzione, la prestazione, o il livello richiesta di manutenzione.

Più complesso il problema che deve essere risolto, più difficile sarà di determinare le funzioni più vitali. Consider che lavora con un fornitore moto-centrico di automazione che può contribuire a definire i dettagli critici ed a determinare il giusto approccio.

Poi chieda: Che cosa sono le funzioni standard della macchina? Restando con l'esempio più iniziale della stampatrice, la tensione ed i comandi del sensore usati per svolgere il materiale che è stampato su sono ragionevolmente standard. Infatti, circa 80% delle mansioni di una nuova macchina sono le mansioni delle macchine di passato delle variazioni sopra.

Facendo uso dell'hardware modulare e del codice programmare per trattare i requisiti d'organizzazione delle funzioni standard riduce significativamente la quantità di risorse di progettazione state necessarie per completare il progetto. Inoltre usa le funzioni provate dal tempo, l'affidabilità così aumentante e lasciarvi fuoco sulle parti più complesse della progettazione.

Lavorando con un partner di controllo di moto che può consegnare le funzioni standard con i mezzi modulari del software e dell'hardware potete mettere a fuoco sulle caratteristiche a valore aggiunto che distinguono il vostro prodotto dalla concorrenza.

In un progetto di progettazione tipico, gli ingegneri meccanici sviluppano le sue componenti meccaniche della macchina la struttura e; gli elettrotecnici aggiungono l'elettronica, compreso gli azionamenti, i cavi ed i comandi; e poi le Software Engineei scrivono il codice. Ogni volta che c'è un errore o un problema, il personale addetto al programma deve rintracciarlo e correggere. Così tanto il tempo e l'energia nel processo di progettazione è speso che rifanno la progettazione basata sui cambiamenti o sugli errori. Fortunatamente, progettando i meccanici con il software di cad e pianificazione e progettazione siloed sono quasi cose del passato.

Oggi, l'ingegneria virtuale lascia i gruppi progettare come le macchine funzioneranno facendo uso di parecchi percorsi paralleli, così drammaticamente accorciando il ciclo di sviluppo ed il time to market. Creando un gemello digitale (una rappresentazione virtuale della macchina), ogni dipartimento può lavorare ai suoi propri e sviluppare le parti ed i comandi contemporaneamente al resto del gruppo.

Un gemello digitale lascia rapidamente gli ingegneri verificare le varie progettazioni a macchina come pure le vostre tecnologie della macchina. Per esempio, forse un processo richiede il materiale è inserito in un'alimentazione della macchina fino all'importo desiderato è raccolto e poi il materiale è tagliato; quello significa che dovete capire un modo fermare l'alimentazione ogni volta che il materiale deve essere tagliato. Ci sono parecchi modi trattare quella sfida e tutti possono colpire come la macchina globale funziona. La prova dei rimedi o componenti differenti della riassegnazione per vedere come colpisce le operazioni è semplice con un gemello digitale e conduce (e più di meno) a modello più efficiente.

L'ingegneria virtuale lascia i gruppi addetti alla progettazione interamente vede come l'intera macchina ed i suoi concetti di sovrapposizione funzionano insieme per raggiungere uno scopo o gli scopi particolari.

【Che seleziona il】 di topologia

Le progettazioni complesse con parecchie funzioni, più di un asse di moto e movimento multidimensionale ed uscita e capacità di lavorazione più veloci fanno appena la topologia del sistema come complicato. Scegliendo fra centralizzato, ad automazione basata a regolatore o ad automazione decentralizzata e basata a azionamento dipende dalla macchina che è progettata. Che cosa la macchina fa, sia le sue funzioni globali che locali, colpisce se optate per topologia centralizzata o decentralizzata. Spazio del Governo, dimensione della macchina, condizioni dell'ambiente e perfino tempo di installazione anche colpire questa decisione.

Automazione centralizzata. Il migliore modo ottenere il controllo di moto coordinato per le macchine complesse è con ad automazione basata a regolatore. i comandi Moto controlli sono trasmessi solitamente agli servo-invertitori specifici tramite bus in tempo reale standardizzato quale EtherCAT e gli invertitori guidano tutti i motori.

Con ad automazione basata a regolatore, vari fanno segno alle asce possono essere coordinati per eseguire un compito complesso. È topologia ideale se il moto è al centro della macchina e tutte le parti devono essere sincronizzate. Per esempio, se per ogni asse di moto è critico essere in un posto specifico da ottenere di posizionare correttamente un braccio del robot, probabilmente sceglierete all'l'automazione basata a regolatore.

Automazione decentralizzata. Con le macchine ed i moduli più compatti della macchina, il controllo di moto decentralizzato ha ridotto o elimina il carico sui comandi della macchina. Invece, i più piccoli azionamenti dell'invertitore assumono le responsabilità di controllo decentralizzato, un sistema dell'ingresso/uscita valuta i segnali di controllo e un bus di comunicazione quale EtherCAT forma una rete faccia a faccia.

L'automazione decentralizzata è ideale quando una parte della macchina può essere responsabile del completamento del compito e non fa deve costantemente rapporto di nuovo a controllo centrale. Invece, ogni parte della macchina esegue rapidamente ed indipendente, soltanto facendo rapporto una volta che il suo compito è completo. Poiché ogni dispositivo tratta il suo proprio carico in una tal disposizione, la macchina globale può approfittare di più potere dell'elaborazione distribuita.

Controllo centralizzato e decentralizzato. Sebbene l'automazione centralizzata fornisca la coordinazione e decentralizzato fornisca il potere più efficiente dell'elaborazione distribuita, una combinazione di entrambe è a volte la migliore scelta. La decisione finale dipende dal formare un arco sopra i requisiti compreso gli scopi relativi a: Costo/valore, capacità di lavorazione, efficienza, affidabilità col passare del tempo, specifiche di sicurezza.

Più complesso il progetto, più importante è di avere un partner di ingegneria di controllo di moto che può esprimere il parere sugli aspetti differenti. Quando il costruttore della macchina porta la visione ed il partner di automazione porta gli strumenti, quello è quando ottenete la migliore soluzione.

Il 【lavora il】 a macchina della rete

L'instaurazione dell'interconnessione pulita e a prova di futuro è inoltre un punto chiave nella progettazione con il controllo di moto in mente. Il protocollo di comunicazione è altrettanto essenziale come dove i motori e gli azionamenti sono individuati perché non è appena circa che le componenti fare- è inoltre come lo collegate tutto.

Una buona progettazione riduce il numero dei cavi e della distanza che devono andare. Per esempio, un insieme di 10 - 15 cavi che vanno ad un terminale remoto ha potuto essere sostituito con un cavo di Ethernet facendo uso di un protocollo di comunicazione industriale quale EtherCAT. Ethernet non è la sola scelta, ma qualsiasi usare, assicurarvi avete il diritto gli strumenti o i bus di comunicazione, in modo da potete usare i protocolli comuni. Il selezionamento del bus buon di comunicazione ed avere un piano per come tutto sarà presentato rendono le espansioni future che molto più facili.

Fuoco sullo sviluppo della progettazione buona dentro il gabinetto dall'inizio. Per esempio, non metta le alimentazioni elettriche vicino ai componenti elettronici che potrebbero essere colpiti tramite interferenza magnetica. La componente con le alte correnti o frequenze può generare il rumore elettrico in cavi. Così, tenga le componenti ad alta tensione a partire dalle componenti a bassa tensione per l'operazione al pozzo. Ulteriormente, scopra se la vostra rete è la sicurezza valutata. Se non, probabilmente avrete bisogno dei collegamenti ridondanti hardwired della sicurezza così se una parte si guasta, individuate il suo proprio guasto e reagite.

Come Internet industriale delle cose (IIoT) prende la tenuta, studiano la possibilità di aggiungere le funzioni avanzate voi o i vostri clienti non possono abbastanza essere pronti per l'uso. Lo sviluppo delle capacità nella macchina significa che sarà più facile da migliorare più successivamente quella macchina.

】 Del software del 【

Secondo le stime dell'industria, non sarà molto prima che gli OEM debbano passare 50-60% del loro tempo dello sviluppo della macchina messo a fuoco sui requisiti del software. L'evoluzione da un fuoco sui meccanici ad un fuoco sull'interfaccia mette i più piccoli costruttori della macchina ad uno svantaggio competitivo, ma può anche livellare il campo da gioco per le società che vogliono adottare il software modulare ed i protocolli standardizzati e aperti.

Come il software è organizzato può espander o limitare ché macchina può fare ora e nel futuro. Come l'hardware modulare, il software modulare migliora la velocità e l'efficienza di costruzione della macchina.

Per esempio, dica che state progettando una macchina e che voglia aggiungere un punto extra fra due fasi. Se state usando il software modulare, potete aggiungere semplicemente una componente senza riprogrammare o ricodificare. E, se avete sei sezioni tutte che fanno la stessa cosa, potete scrivere una volta il codice ed usarlo attraverso tutte e sei le sezioni.

Non solo è progettare più efficiente con software modulare, inoltre lascia gli ingegneri consegnare i clienti della flessibilità ha bisogno. Per esempio, dica che il cliente vuole una macchina che esegue i prodotti graduati differenti e la più grande dimensione necessita un cambiamento in come le funzioni di una sezione. Con software modulare, i progettisti possono cambiare semplicemente fuori la sezione senza colpire il resto delle funzioni della macchina. Questo cambiamento ha potuto essere automatizzatoe per lasciare l'OEM, o persino il cliente, rapidamente commutatore fra le funzioni della macchina. C'è niente riprogrammare perché il modulo è già nella macchina.

I costruttori della macchina possono offrire una macchina bassa standard con le caratteristiche facoltative per soddisfare le richieste uniche di ogni cliente. Sviluppando una cartella di meccanico, i moduli di software ed e elettrici lo rende più facile montare rapidamente le macchine configurabili.

Per ottenere la maggior parte della efficienza da software modulare, tuttavia, è essenziale per seguire gli standard industriali, particolarmente se state usando più di un fornitore. Se il fornitore del sensore e dell'azionamento non è seguenti standard industriali, poi quelle componenti non possono parlare l'un l'altro e tutte le efficienze di modularità sono perse nella capire come collegare le parti.

Ulteriormente, se il vostro cliente progetta sul collegamento del flusso di dati ad una rete della nuvola, è essenziale tutto il software è creato facendo uso dei protocolli dello standard industriale, in modo dalla macchina può funzionare con le altre macchine ed interfaccia con i servizi della nuvola.

IL cemento Portland comune uA e MQTT è le architetture di software standard più comuni. IL cemento Portland comune uA permette a vicino alla comunicazione in tempo reale fra le macchine, i regolatori, la nuvola ed altri dispositivi dell'IT ed è probabilmente il più vicino ad un'infrastruttura di comunicazione che olistica potete ottenere. MQTT è un protocollo più leggero di IIoT-messaggio che permette alle due applicazioni di parlare l'un l'altro. È usato spesso in un singolo prodotto-lasciando, per esempio, in un sensore o nelle informazioni di tirata dell'azionamento da un prodotto e lo invia alla nuvola.

】 di connettività della nuvola del 【

Le macchine collegate e a circuito chiuso sono ancora la maggioranza, ma le fabbriche completamente di reti alla nuvola stanno sviluppando nella popolarità. Quella tendenza ha potuto sollevare il livello di manutenzione premonitrice e da di produzione guidata da dati ed è il cambio principale seguente nel software della fabbrica; comincia con la connettività a distanza.

le piante Nuvola-di reti analizzano i dati dai processi differenti, dalle linee di produzione differenti e da più per creare le rappresentazioni più complete del processo di produzione. Ciò le lascia confrontare l'efficacia globale dell'attrezzatura (OEE) di varie installazioni produttive. Gli OEM di avanguardia lavorano con i partner di fiducia di automazione per offrire le macchine nuvola-pronte con le capacità modulari dell'industria 4,0 che possono spedire gli utilizzatori finali di dati hanno bisogno di.

Per i costruttori della macchina, facendo uso di automazione di controllo di moto e della presa dell'olistico, l'approccio di totale-processo per rendere le piante o le società dei clienti più efficienti sarà sicuro di vincere più affare.