A gépgyártókra egyre nagyobb nyomás nehezedik, hogy gyorsabban szállítsanak

A modern gépgyártók folyamatos versenyt futnak a határidőkkel. A mérnöki csapatok gyakran úgy adnak ajánlatot jövőbeli projektekre, hogy közben még a gyártásra már ütemezett rendszereket véglegesítik.

Ezzel egyidejűleg a mérnököknek új hardvereket kell értékelniük, együtt kell működniük a gyártási csapatokkal, frissíteniük kell a verziókat, és egyre összetettebb automatizálási platformokon kell elhárítaniuk az integrációs problémákat.

A mozgásvezérlés tervezése során még egy viszonylag egyszerű alkalmazás is értékes mérnöki munkaórákat emészthet fel. A vákuumos megfogórendszerek, a szervohajtású pozicionáló tengelyek vagy a robotkar-végi szerszámok megtervezéséhez számításokra, kompatibilitási ellenőrzésekre és alkatrészválasztásra van szükség, még azelőtt, hogy a beszerzés egyáltalán megkezdődhetne.

Ahogy az automatizálási projektek egyre modulárisabbá és összekapcsoltabbá válnak, a digitális tervezési eszközök egyre inkább nélkülözhetetlenné, nem pedig opcionálissá válnak.

Miért lassítja le a hagyományos mozgásrendszer-tervezés a projekteket?

Az összetett integráció mérnöki szűk keresztmetszeteket hoz létre

A teljesen integrált ipari robotokkal ellentétben számos mozgásvezérlési rendszer esetében a mérnököknek több kategóriából származó, egymással együttműködő alkatrészeket kell összeállítaniuk. A szervomotoroknak, lineáris aktuátoroknak, hajtásoknak, érzékelőknek, tengelykapcsolóknak, pneumatikus eszközöknek és biztonsági hardvereknek kompatibilitási problémák nélkül kell együtt működniük.

Egyetlen tervezési módosítás miatt a mérnököknek újra kell ellenőrizniük a teljes mozgáslánc számításait. A kihívás még nagyobb, amikor több mérnöki csapat dolgozik egyidejűleg a gép folyamatosan változó verzióin.

A fejlett pozicionálórendszereket alkalmazó ipari gépgyártók gyakran mozgásplatformokat kombinálnak szervohajtásokkal és mozgásvezérlési hardverekkel a csomagolási, összeszerelési és anyagmozgatási alkalmazások támogatására.

A manuális számítások továbbra is értékes időt emésztenek fel

A pneumatikus rendszerek méretezése, a vákuumáramlás kiszámítása vagy a lengéscsillapítók kiválasztása hagyományosan jelentős manuális mérnöki munkát igényelt. A mérnökök gyakran táblázatokra, katalógusokra és különálló beszállítói dokumentációkra támaszkodtak.

A tapasztalt tervezők ezeket a feladatokat pontosan el tudják végezni, a folyamat azonban időt emészt fel, amelyet egyébként innovációra vagy üzembe helyezési feladatokra lehetne fordítani.

A digitális tervezési platformok ma már számos ilyen számítást automatizálnak, miközben az alkatrészek közötti együttműködési képességet is ellenőrzik.

A mérnöki szoftverek egyre gyakrabban egyesítik a szimulációt, a méretezést és az alkatrészkonfigurációt egységes, automatizált tervezési munkafolyamatokban.

A digitális tervezés megváltoztatja a mozgásvezérlés fejlesztését

A szimulációs eszközök csökkentik a tervezési kockázatot a gyártás előtt

A modern CAD- és szimulációs platformok lehetővé teszik a mérnökök számára, hogy a fizikai hardver elkészítése előtt kiértékeljék a mechanikai igénybevételt, a pozicionálási pontosságot, a mozgásprofilokat és az élettartam alatti teljesítményt.

Ez a megközelítés csökkenti az üzembe helyezés során felmerülő meglepetéseket, miközben lerövidíti a prototípus-ciklusokat. A szimuláció abban is segít a gépgyártóknak, hogy már a fejlesztési folyamat korai szakaszában optimalizálják a munkahengerek méretezését és az energiahatékonyságot.

Számos ipari gyártó ma már a szimulációalapú mérnöki tervezést olyan átfogó digitális transzformációs stratégiákba integrálja, amelyek PLC-architektúrákat, ipari hálózatkezelést és peremhálózati diagnosztikát is magukban foglalnak.

A moduláris kialakítás felgyorsítja az integrációt és a karbantartást

A moduláris mérnöki tervezés a tervezési összetettség csökkentésének kritikus stratégiájává vált. Ahelyett, hogy a gyártók minden gépváltozathoz erősen egyedi szerelvényeket készítenének, egyre inkább szabványosítják az újra felhasználható alrendszereket.

Ez a moduláris megközelítés egyszerűsíti a pótalkatrészek kezelését, felgyorsítja a korszerűsítéseket, és csökkenti az integrációs kockázatot a termékvonalakon belül.

A cserélhető mozgásmodulokra épülő automatizálási platformok a gyorsabb karbantartást és a jövőbeli bővíthetőséget is támogatják, különösen a csomagolási és szállítópályás alkalmazásokban.

Az online mérnöki platformok lerövidítik a tervezési ciklusokat

A mozgásméretező szoftver automatizálja az alkatrészválasztást

Az automatizálási beszállítók egyre gyakrabban kínálnak böngészőalapú mérnöki eszközöket, amelyekkel a mérnökök percek alatt méretezhetik, konfigurálhatják és ellenőrizhetik a rendszereket.

Az olyan platformok, mint a Festo Electric Motion Sizing and Handling Guide Online, automatizálják a tengelyek, terhek, gyorsulás, vákuumos anyagmozgatás és pneumatikus rendszerek számításait, miközben kompatibilis alkatrészeket is javasolnak.

Ahelyett, hogy a mérnökök manuálisan keresgélnének a katalógusokban, az alkalmazási követelményekhez és teljesítménycélokhoz igazított, ellenőrzött konfigurációkat kapnak.

Ez jelentősen csökkenti a mérnöki munkaterhelést az árajánlati és előzetes tervezési fázisokban.

Az integrált munkafolyamatok javítják a beszerzés hatékonyságát

A digitális mérnöki eszközök egyik gyakran figyelmen kívül hagyott előnye a beszerzés felgyorsítása. Az ellenőrzött terv elkészülte után az alkatrészlisták, a CAD-fájlok és a rendelési információk azonnal elérhetővé válnak.

Az integráció lerövidíti a tervezéstől a beszerzésig tartó átmenetet, miközben csökkenti az inkompatibilis hardver megrendelésének kockázatát.

A fejlett automatizálási architektúrákat integráló gyártók gyakran olyan platformokkal, például az Allen-Bradley ControlLogix rendszerekkel kombinálják a digitális mozgástervezési munkafolyamatokat, amelyek szinkronizált gépvezérlést és összehangolt mozgási alkalmazásokat tesznek lehetővé.

A videóalapú mérnöki támogatás gyorsan terjed

Az ipari mérnöki munkát átformáló másik trend a műszaki oktatóanyagok térnyerése. A videós bemutatók ma már hatékonyabban segítik a mérnököket a mozgásrendszerek, a vákuumos anyagmozgatási alkalmazások és a robotikai szerszámok konfigurálásában.

Ahelyett, hogy teljes mértékben nyomtatott dokumentációra támaszkodnának, a mérnökök közvetlenül az alkalmazási szakértőktől figyelhetik meg a valós méretezési eljárásokat, konfigurációs munkafolyamatokat és hibaelhárítási példákat.

Ez az átállás csökkenti az újabb mérnökök betanulási idejét, miközben javítja az elosztott mérnöki csapatok szabványosítását.

A versenyelőny most a mérnöki munka sebességéből származik

A gyorsabb tervezési ciklusok javítják a gépgyártók agilitását

A gépgyártókra egyre nagyobb nyomás nehezedik, hogy rövidebb átfutási idővel szállítsanak testreszabott automatizálási rendszereket. A digitális mérnöki eszközök közvetlenül támogatják ezt a célt azáltal, hogy lerövidítik a tervezési, validálási és beszerzési szakaszokat.

Az ezeket a munkafolyamatokat alkalmazó vállalatok mérhető előnyre tesznek szert a reagálóképesség terén, különösen az olyan gyorsan változó ágazatokban, mint a csomagolás, a logisztika, az akkumulátorgyártás és a raktárautomatizálás.

A mérnöki szoftverek az automatizálási stack részévé válnak

A mérnöki eszközök már nem elszigetelt segédprogramok, amelyeket alkalmanként használnak a termékválasztás során. A nagyobb ipari automatizálási ökoszisztéma integrált rétegeivé válnak.

A méretezőszoftverek, a szimulációs platformok és a konfigurációs eszközök egyre gyakrabban kapcsolódnak CAD-környezetekhez, PLC-programozócsomagokhoz és digitálisiker-platformokhoz.

Ahogy a gyárak tovább modernizálódnak az Ipar 4.0 stratégiák irányába, maga a mérnöki hatékonyság is egyre inkább versenyképes termelési mutatóvá válik.

A gyártásautomatizálás a prediktív tervezés felé halad

A mozgásvezérlés-fejlesztés következő szakasza várhatóan az MI által támogatott méretezést, a prediktív szimulációt és a felhőhöz kapcsolódó mérnöki adatbázisokat ötvözi majd.

A jövő mérnöki környezetei automatikusan ajánlhatnak optimális komponenseket a gépek előzményei, karbantartási nyilvántartásai, energiafogyasztása és teljesítménye alapján, a teljes berendezésflottát figyelembe véve.

Sok szempontból maga a mérnöki munkafolyamat is automatizálódik.

A folyamatos szállítási nyomás alatt dolgozó gépgyártók számára ez az átalakulás ugyanolyan fontossá válhat, mint maguk a mozgásrendszerek, amelyeket terveznek.

Szerző: Ethan Caldwell | Vezető mozgásrendszer-elemző

Ethan Caldwell több mint 11 éves tapasztalattal rendelkezik az ipari mozgásvezérlés, a szervointegráció és a gyárautomatizálási rendszerek területén. Pályafutása során együttműködött a Rockwell Automation, a Siemens, a Beckhoff Automation és a Festo megoldásszállítóival a csomagolás, az anyagmozgatás és a nagysebességű gyártás területén.