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改变运动控制的三个趋势

2019年06月12日 10:00:00 565net亚洲必赢:运控网

运动控制是设备运行的重要组成部分,在自动化中起着直接的作用。装配和材料处理设备的工业用户的需求清单越来越长,从特定于应用的设备设计到更小更轻的组件。以下是运动控制领域的三个趋势,它们正在推动整个工业领域的创新和生产率的提高。

模拟和数字孪生

向“数字化一切”的转变刺激了运动控制的重大变化:模拟。机器开发是一个漫长而复杂的过程,涉及详细的图纸和设计工作,然后是新机器的原型设计和测试。当然,设计阶段无法预见设计中的每一个意外和小问题-这意味着更多的原型设计,然后是更多的测试。仿真正在改变运动控制设备OEM的整个过程。

模拟通常包含有限元建模,可帮助工程师测试更广泛的变量选择,消除设计阶段的意外情况,缩短产品上市时间并更好地了解每个分立元件的实际性能。模拟过程最后形成了最终产品的工作数字模型,人们可以详细、安全地进行研究,同时观察调整变速箱和电机尺寸的效果,并最终实现材料成本,最佳性能和机器占地面积之间的理想平衡。

通过“数字孪生”进行模拟不仅对设计和开发新产品有用-工程师也可以使用模拟来观察新控制器算法或设备升级的效果。它还可以更轻松地测试新功能,并最终为用户提供特定于应用程序和小众的功能。

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▲通过模拟优化齿轮电机的设计方案,可以将总体设计时间减少75%,而质量、制造和采购团队可以使用完全定义齿轮电机的3D模型来分析、构建和检查齿轮电机。

以3D打印机为例,说明通过模拟进行特定于应用程序的设计为何如此有价值。逐层将材料沉积到工件上是对机器振动高度敏感的过程。但是,在新产品创建期间模拟机器运动可能会使工程师对产品设计或打印机中的怪癖感到不满,这会破坏成品的质量或完整性。在原型可用之前,工程师就已经可以决定产品的设计或选择不同的打印机设备。

无框电机

为了提高设备效率,提高性能和吞吐量,设备制造商和电机设计人员越来越关注无框电机。无框电机具有许多竞争优势,包括更紧凑的设计,更易于定制和更大的灵活性。随着制造工艺变得更加专业化,工厂需要更灵活的专用机器,无框架电机为这些灵活的机器提供动力并支持专业技术。

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我们将在制造工厂车间的设备中看到越来越多的无框电机,尤其是机械臂和其他需要在重量和性能之间进行微调平衡的灵巧机器中。与其他电机不同,无框电机没有传动轴。这意味着它们不像上一代电机设计那么笨重。相反,OEM将它们作为单独的定子和转子运输,这样可以更灵活,更直接地融入各种机器的机械结构中。

由于无框架电机不需要联轴器、传动轴或变速箱,它们也不存在与稳定时间和潜在超调封装电机相同的问题。这种类型的电机与先进的可编程逻辑控制器配合良好,可控制多达96轴的机器运动。无框电机提供了灵活性,可以完成所有处理能力的工作。

最终,无框电机在机器设计中释放出更大的灵活性和创造力。他们的设计可以直接支持它们的应用-不像框架电机,框架电机通常符合NEMA和IEC标准,而且可能无法提供当今工业所需的灵活性和精度

真正的预测性维护

计划外停机是生产力和盈利能力的杀手锏。在过去的几十年中,当设备出现故障时,隔离问题部分需要看似无穷无尽的诊断工作和故障排除。而且有些组件不像其他组件那样容易到达和诊断。整个过程既昂贵又冗长。

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▲力士乐自适应系统技术在运动控制中具有灵活的减振和避振功能。这提高了受晃动、振动和摇摆影响的机器的吞吐量。

预测维护是数字化和向工业物联网转变的趋势。这意味着依赖重型设备正常运行时间的制造商和其他公司可以预测哪些机器即将进入故障状态,然后在这些物理资产对吞吐量、利润和员工安全构成风险之前,对它们进行隔离和处理。

例如,驱动器可以提供扭矩或电压变化的实时数据,这些数据可能表明机器的润滑油正在损坏或轴承需要更换。由于有了这种程度的先进警告,机器所有者可以在设备无论如何都不会使用的时候安排维护和维修——远在故障导致生产停滞、甚至可能缩短机器的使用寿命之前。

要实现这一点,需要了解关键机器部件(如伺服系统,电缆和配件)的强度和断裂点。其余部分归功于网络连接的温度探头,电压表和力传感器,可以经济高效地集成到各种机器组件的结构中。

绘制复杂的运动控制系统及其驱动设备的“映射”可能需要6个月甚至更长时间,并完全了解在运行期间理想的性能是什么样子的。在那之后,机载传感器接管并提供有用的,精细的性能数据,使维护间隔具有主动性和真正的预测性。

与其他趋势一样,预测性维护不再是奢侈品。这些趋势越来越多地成为依赖重型设备和运动控制器的公司的重要竞争优势。未来,这些新技术和新技术的采用率将更高。

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