hirdetés
hirdetés

Automatizálás

Géptervezés a mozgásvezérlés szemszögéből

Akár egy régi gép modernizációja, akár egy teljesen új szerkezet felépítése merül fel, alapvető fontosságú az egész tervezési folyamat alatt a mozgatórendszerek, illetve azok pályáinak, funkcióinak szem előtt tartása, így működésüket garantáltan semmi sem fogja akadályozni, lassítani.

hirdetés

A mozgásközpontú gépeket érdemes azok alapfunkciói szerint, illetve e funkciók hatékony végrehajtására tervezni. Egy nyomtató esetében például a papírcsévélő mechanizmusok képviselik a fő funkciót, amelynek támogatásához kell a többi alrendszert igazítani.

Egy új gép tervezésekor fontos első lépésként önmagunkat megkérdezni: melyek a gép kulcsfunkciói? Ezt a tervezés során figyelembe véve az egész rendszer sokkal letisztultabb, pontosabb, egyszerűbb, esetleg könnyebben karbantarthatóbb lesz. Válasszuk ki az adott funkcióhoz, feladathoz optimális technológiát, amely a meghatározott paramétereknek (teljesítmény, pontosság, extra funkciók, karbantartás stb.) megfelel!

Digitális géptervezés a legkorszerűbb technikákon alapulva
Digitális géptervezés a legkorszerűbb technikákon alapulva

Minél komplexebb a megoldandó probléma, annál nehezebb feladat az alapfunkciók meghatározása. Egy, az adott témában komoly tapasztalattal rendelkező mozgásvezérlés-specialista bevonása a feladatba sokat segíthet a kritikus pontok meghatározásában és azok megfelelő megközelítésében. Moduláris gépelemek és szoftveres megoldások alkalmazásakor az alapfunkciók ellátásához sokkal kevesebb mérnöki munka szükséges, mivel lehetőség nyílik a korábbi, jól bevált megoldások használatára, és a rendszer kritikus, komplex feladataira lehet koncentrálni. Egy mozgásvezérlő partner az egyszerűbb feladatokra kulcsrakész szoftveres és hardveres megoldást tud kínálni, így több idő és erőforrás marad azon funkciók kidolgozására, amelyek kiemelnek egy gépet a piac konkurens megoldásai közül.

A mai modern virtuális mérnöki rendszerekkel a mérnöki csapatok több párhuzamos megoldást fel tudnak vázolni rövid idő alatt, így sokkal könnyebb a megfelelő utat kiválasztani, valamint az egész tervezési munka gyorsabban a végére ér. A digitális iker használatával minden, a projektben részt vevő munkatárs egyidejűleg tud haladni a saját feladatával a többiektől függetlenül. A virtuális mérnöki rendszerek segítségével a tervezőgárda könnyedén együtt tud dolgozni akár párhuzamosan futtatva, összehasonlítva több koncepciót is egyetlen, átlátható projektben.

A helyes topológia kiválasztása

Centralizált automatizálás A legjobb módszer koordinált mozgásszabályozásra bonyolult rendszereknél. A parancsok valós idejű buszok (például EtherCAT) használatával általában speciális szervoinverterekhez futnak be, amelyek az összes motort hajtják.

Egyszerre több tengely mozgását is össze lehet hangolni komplex feladatok elvégzéséhez. Ideális esetben ez az összehangolt mozgás jelenti a rendszer fő feladatát. Például egy robotkaros alkalmazáskor, ahol minden tengely a megfelelő pozícióba kell hogy álljon egyszerre, a megfelelő választás valószínűleg a centralizált, vezérlésalapú rendszer lesz.

A mozgásvezérlő rendszerek tervezésénél előnyös a moduláris gépelemek és szoftveres megoldások alkalmazása (forrás: Lenze)
A mozgásvezérlő rendszerek tervezésénél előnyös a moduláris gépelemek és szoftveres megoldások alkalmazása (forrás: Lenze)

Decentralizált automatizálás Kompaktabb gépek, gépelemek, moduláris megoldások esetén a decentralizált mozgásvezérlés csökkenti vagy megszünteti a gép vezérlésére eső terhet. Ehelyett kisebb inverteres hajtások átveszik a vezérlés feladatait, az I/O rendszer feldolgozza a vezérjeleket, a kommunikációs buszok (például EtherCAT) pedig egy end-to-end hálózatot képeznek.

A decentralizálás ideális választás olyan konstrukciók esetén, amelyek önállóan végrehajtják a kiadott feladatot, és nincs szükség folyamatos visszajelzésre a központi vezérlésnek. Így a gép minden eleme önállóan, gyorsan elvégzi a rá eső munkát, és csak annak végén jelez vissza. Mivel az eszközök képesek a számítási feladatokat helyileg kezelni, a teljes berendezés optimálisan üzemel.

A gép vezérlésének terhelése hajtásközpontú automatizálással csökkenthető
A gép vezérlésének terhelése hajtásközpontú automatizálással csökkenthető

A centralizált rendszerek tehát jobb koordinációt kínálnak, a decentralizáltak hatékonyabb erőforrás-kihasználást, néha pedig a kettő kombinációja lesz az optimális. A megfelelő topológia kiválasztásakor a következő paramétereket érdemes figyelembe venni: ár/érték, áteresztőképesség, hatékonyság, időbeli megbízhatóság, valamint a biztonság irányába mutató lehetőségek. Ha a gépépítő ötletéhez a megfelelő eszközt tudja adni az automatizáló partner, akkor igazi megoldások, ipari remekművek születnek.

Gépi hálózatok

A kommunikációs protokoll pont olyan fontos, mint a motorok és a hajtások megfelelő elhelyezése, mivel nemcsak azt határozza meg, hogy melyik elem mit tesz, hanem össze is köti őket. Egy jól megtervezett hálózat csökkenti a vezetékek számát, hosszát. Például egy, a távvezérlő terminálhoz tartó 10-15 eres vezeték kiváltható egy Ethernet-kábellel ipari szabvány (például EtherCAT) szerinti kommunikációt használva. Az Ethernet nem az egyedüli választás, a lényeg, hogy mindig a megfelelő kommunikációs eszközt, buszt használjuk, amiben sokat segíthet az elterjedt kommunikációs protokollok használata. Ezzel a rendszerünk nemcsak átlátható lesz, hanem a jövőbeli bővíthetőséget is lehetővé teszi.

A moduláris szoftverhasználat/-felépítés nemcsak az egyes gépek tervezését teszi gyorsabbá, hanem olyan, a többi gépnél is felhasználható panelokat hoz létre, amelyek a jövőben még egyszerűbbé teszik a munkát akár újraprogramozás, felújítás esetén is.

Szoftverek ráfordításai

Az iparban részt vevő felek becslései szerint hamarosan a gépépítők (OEM-ek) gépfejlesztési kapacitásának nagyjából 50-60 százalékát a szoftveres opciók fejlesztése fogja lekötni. A gépgyártóknak lehetőségük nyílik egy általános berendezést opcionális szoftverfunkciókkal megfeleltetni a partnereik egyedi igényeinek. A moduláris mechanikai, elektromos és szoftveres tervezéssel könnyedén testre szabható, elemekből felépülő gépportfólió érhető el.

Mindig a megfelelő kommunikációs eszközt, buszt érdemes használni
Mindig a megfelelő kommunikációs eszközt, buszt érdemes használni

A leghatékonyabb moduláris szoftverfejlesztéshez alapvető fontosságú az ipari szabványok követése, különösen, ha több beszállítóval dolgozunk. Ha például a hajtás- és a szenzorbeszállító nem igazodik az ipari szabványokhoz, akkor könnyen előfordulhat, hogy nem tud a kétféle alkotóelem egymással kommunikálni, így mire sikerül összehangolni a kettejük közös működését, elveszik az addig elért hatékonyság, versenyelőny.

Csatlakozás a felhőbe

A OPC UA és az MQTT a szoftverarchitektúra két legelterjedtebb szabványa. Az OPC UA közel valós idejű kommunikációt tesz lehetővé a gépek, az IT-berendezések, a vezérlések és a felhő között, és valószínűleg közel a legjobb elérhető holisztikus infrastruktúra. Az MQTT egy sokkal egyszerűbb IIoT- (Industrial Internet of Things, ipari dolgok/rendszerek/gépek hálózata) üzenetküldő rendszer, amelyben két alkalmazás kommunikálni tud egymással. Gyakran használják egyes eszközök információkezelésére, például egy szenzor által mért adatok felhőbe mentésére.

A vezető OEM-ek megbízható automatizálási partnereikkel moduláris, felhőhöz kötött ipar 4.0-n dolgoznak, amelyből minden, az ügyfelek részére fontos adat kinyerhető és megjeleníthető. Azok a gépépítők, amelyek mozgásvezérelt automatizálást és holisztikus, a teljes folyamatot átfogó szemléletet alkalmazva dolgoznak ügyfeleik rendszerének hatékonyabbá tételén, bizonyosan hamarosan lépéselőnyhöz jutnak a piacon.

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés