Napędy bezszafkowe przyszłości

Czy zastanawiasz się, jak ekonomicznie wytwarzać produkty w coraz mniejszych partiach? W fabryce przyszłości nie będzie z tym problemu: maszyny w hali produkcyjnej można swobodnie przestawiać, stanowiska przetwarzania można usuwać z linii produkcyjnej i zmieniać ich położenie, a następnie kontynuować produkcję po naciśnięciu jednego przycisku. Kluczowym rozwiązaniem jest w tym przypadku technologia napędów bezszafkowych z inteligencją rozproszoną i wszechstronnymi możliwościami komunikacji.

Karuzela produktów stale się kręci - napędy bezszafkowe przyszłości

W każdym supermarkecie znajdziemy pakiety promocyjne powiększone o 20% w tej samej cenie lub produkty specjalne na Wielkanoc, wakacje, Halloween lub Boże Narodzenie. Karuzela z produktami kreci się coraz szybciej. Cykle życia mebli, produktów elektronicznych i samochodów są coraz krótsze. Coraz większy udział w rynku zyskuje internetowy handel detaliczny. Konsumenci chętnie korzystają z internetowych konfiguratorów, by personalizować produkty. W efekcie producenci muszą wprowadzać zmiany w produkcji nawet kilka razy w tygodniu, zamiast produkować te same produkty przez wiele lat. W przyszłości dotychczasowe tempo zmian może okazać się niewystarczające, a zmiany w produkcji trzeba będzie wprowadzać nawet co godzinę.

Na podstawie analizy zastosowań u klientów i licznych projektów automatyzacji realizowanych w naszych własnych zakładach poznaliśmy wymagania tego typu zróżnicowanych procesów produkcyjnych i opracowaliśmy wizję fabryki przyszłości. Jedynymi stałymi elementami w tej fabryce będą sufit, ściany i podłoga. Maszyny i stanowiska przetwarzania będzie można konfigurować w taki sposób, aby tworzyć zupełnie nowe linie produkcyjne, które będą się ze sobą komunikować bezprzewodowo.
W efekcie szafki sterownicze będą zbędne i przestaną odgrywać wiodącą rolę.

Szafki sterownicze wychodzą z użycia

Celem automatyzacji jest stworzenie możliwości wprowadzania zmian w produkcji głównie za pośrednictwem oprogramowania, bez ręcznej ingerencji w okablowanie. W tradycyjnych koncepcjach automatyzacji wszystkie kable prowadzą od siłowników i czujników do szafki sterowniczej i z powrotem. Może to stanowić wąskie gardło w przypadku w przypadku instalacji i późniejszych modyfikacji. Serwonapędy IndraDrive Mi są specjalnie dostosowane i wbudowane w silniki. Ograniczają nakład pracy związany z okablowaniem i nie zajmują miejsca w szafce sterowniczej. Instaluje się je w maszynie lub stacji przetwarzania w sposób rozproszony, wraz z wszystkimi elementami związanymi z zasilaniem. Do 30 serwonapędów tworzy grupę napędów na hybrydowym moście kablowym obsługującym zasilanie i komunikację. Tylko pierwszy napęd jest podłączony zewnętrznie do układów sterowania wyższego poziomu, zatem wprowadzanie modyfikacji nie wymaga ingerencji w okablowanie w szafce sterowniczej.

Wyłącz, przestaw, włącz i kontynuuj produkcję

Taką elastyczność można uzyskać w szerokim zakresie mocy – od 0,4 kW do 11 kW. Napędy bezszafkowe są w standardzie wyposażone w cztery cyfrowe, swobodnie konfigurowalne złącza wejścia/wyjścia do urządzeń peryferyjnych i czujników. Dwa z nich mogą pełnić rolę sond do szybkiego pomiaru. W wyniku oddzielenia komunikacji związanej ze sterowaniem konstruktorzy mogą włączać do układów pneumatycznych lub hydraulicznych kolejne moduły wejścia/wyjścia, czujniki i siłowniki. Oznacza to, że automatyzacja jest całkowicie rozproszona. W efekcie w fabryce przyszłości znacznie łatwiej wprowadzać zmiany. Wystarczy wyłączyć stanowisko, wyjąć jedną lub dwie wtyczki, przestawić maszynę w nowe miejsce, włączyć i kontynuować produkcję.

Proste i niezawodne uruchamianie

Producenci maszyn dysponują ograniczonymi zasobami inżynieryjnymi, które powinny być efektywnie wykorzystywane. Wstępnie zdefiniowane i zaprogramowane funkcje technologiczne umożliwiają szybszą realizację wielu zadań, takich jak czynności z użyciem tarcz krzywkowych lub przekładni krzywkowych. Napędy ze zintegrowaną logiką przemieszczania poszczególnych osi wykonują procesy oparte na osiach niezależnie od centralnego układu sterowania.

Narzędzia techniczne dostosowane do zadań ułatwiają realizację nowoczesnych koncepcji i oszczędzają czas. Oprogramowanie układu napędowego odczytuje i wykorzystuje dane mechaniczne z koderów silników Rexroth, by umożliwić szybkie i niezawodne uruchamianie. Narzędzie serwisowe IndraDrive zapewnia prosty dostęp do funkcji serwisowych i diagnostycznych oraz możliwość prostej parametryzacji i aktualizacji oprogramowania. Narzędzie działa niezależnie od systemów operacyjnych na przeglądarkach obsługujących HTML5 i korzysta z serwera sieciowego wbudowanego w napęd. Architektura tego typu ułatwia wymianę podzespołów, a narzędzie służy też do praktycznego zarządzania dostępem za pośrednictwem uprawnień dla gości i uprawnień serwisowych.

Komunikacja w różnych środowiskach

Fabryka przyszłości zapewnia możliwość dopasowania do środowisk połączonych i elastycznego przekazywania informacji. Producenci maszyn poszukują rozwiązań napędowych, które pozwolą im obsługiwać różne protokoły w określonych obszarach i sektorach z użyciem jednego elementu sprzętowego, co przekłada się na uproszczenie całości logistyki, od zamówień po dostawy części zamiennych. Technologia bezszafkowa spełnia te wymagania, ponieważ jest wyposażona w interfejs Multi-Ethernet. Obsługuje wszystkie powszechnie stosowane protokoły przez wybór oprogramowania. 

Gotowość do obsługi funkcji językowych wysokiego poziomu

Technologia oprogramowania Open Core Engineering firmy Bosch Rexroth zapewnia dostęp do najważniejszych funkcji napędu i zintegrowanej logiki przemieszczania oraz automatyzacji ze sterownikami PLC i programami języków wysokiego poziomu.

W przyszłości będzie też można korzystać z technologii Open Core Engineering for Drives, by opracowywać lub nabywać nieznane dziś funkcje internetowe i funkcje oparte na chmurze w językach wysokiego poziomu. Inteligentny serwonapęd oraz aplikacje serwerowe i oparte na chmurze będą ze sobą powiązane. Programowanie języka wysokiego poziomu otworzy zupełnie nowe możliwości łączności. Kompleksowe interfejsy PLC umożliwią digitalizację strumienia wartości – od zarejestrowania zamówienia w systemie ERP i systemach MES do napędu.

Czy jesteście gotowi na nową elastyczność?

Dzięki koncepcjom modułowym zyskujesz możliwość usprawnienia procesów lub maszyn i stanowisk oraz ich elastycznego ustawienia bez wprowadzania zmian w szafkach sterowniczych, a także tworzenia nowych linii produkcyjnych dostosowanych do wymogów poszczególnych zamówień: fabryka przyszłości to proces ewolucyjny, który już się rozpoczął. Technologia napędów bezszafkowych już dziś ułatwia spełnienie nowych wymagań w zakresie elastyczności w sposób ekonomiczny, przemyślany i bezpieczny.


Źródło: Bosch Rexroth
Redaktor: MRR