Serwomechanizmy usprawniają pracę maszyn pakujących

Wykorzystanie do budowy maszyn serwomechanizmów zmniejsza przestoje produkcji i zwalnia miejsce w hali fabrycznej, zwiększając jednocześnie wydajność przedsiębiorstwa. A to wcale nie koniec możliwych do osiągnięcia korzyści.
Innowacje w automatyce drastycznie zmieniają funkcjonowanie branży pakowania. Oto pięć powodów, dla których warto rozważyć zastosowanie serwomechanizmów w opracowywanej konstrukcji nowej maszyny.
1. Krótsze przestoje przy zmianach w produkcie. W przeszłości maszyny pakujące zawierały w sobie bardzo skomplikowane rozwiązania konstrukcyjne. Pozwalało to na dokładną synchronizację ruchu mechanizmów, co bez wyspecjalizowanej mechaniki byłoby niemożliwe. Zaawansowanie techniczne urządzeń często wiązało się jednak z długimi przestojami podczas mechanicznych modyfikacji, mających na celu przystosowanie maszyny do zmian w projekcie. Tymczasem dzięki precyzji serwomechanizmów zmiany tego rodzaju mogą być teraz implementowane w czasie pobierania nowych instrukcji lub parametrów pracy urządzenia. Następnie operator naciska wirtualny przycisk na ekranie interfejsu HMI maszyny… i to wszystko. Znacząco skraca się dzięki temu czas przestoju oraz redukuje potrzeba skorzystania z usług technika specjalisty do wykonania tego typu zmian.
2. Mniejsze gabaryty maszyny i większy moment obrotowy. Powierzchnia fabryczna jest bardzo kosztowna. Mniejsze gabaryty maszyn pozwalają więc na zamontowanie ich większej liczby na tym samym obszarze. Serwomechanizmy zapewniają lepszy stosunek momentu obrotowego do gabarytów samej maszyny niż inne technologie. Przekłada się to na możliwość automatyzacji procesów, które dotąd nie mogły być zautomatyzowane. Serwomechanizmy dostępne są w różnych rozmiarach. Serwo w rozmiarze kciuka może mieć wbudowany enkoder absolutny określający położenie wału silnika, działający z rozdzielczością wynoszącą nawet 131 072 impulsów na obrót.
3. Większa wydajność, mniejsze obciążenia dla produktu. Czasami tor ruchu obiektu jest równie ważny, jak jego końcowa pozycja. Użycie metody elektronicznej krzywki pozwala serwomechanizmowi na generowanie łagodnych przyspieszeń i opóźnień, w połączeniu z wykonaniem szybkiego przesuwu. Skutkuje to wzrostem efektywności produkcji, bez narażania samego produktu na obciążenia. Dawne metody automatyzacji ograniczały w niektórych przypadkach – gdy produkt był ciekły lub delikatny – wydajność procesu albo powodowały uszkodzenie produktu.
4. Większa trwałość maszyn. Mniejsze obciążenia podczas procesu są dobre nie tylko dla produktu, ale i dla maszyny. Zużycie części mechanicznych może zostać drastycznie obniżone przez zastosowanie serwomechanizmów zapewniających dłuższe życie podzespołów i mniejsze koszty napraw. Mogą one również przyczynić się do obniżenia poziomu emitowanego hałasu – co poprawia warunki pracy, a przy okazji sprawia wrażenie zwiększenia jakości samej maszyny. Wydajniejsze serwomechanizmy pracują zaś przy niższych temperaturach, co wydłuża ich trwałość.
5. Mniej przestojów dzięki lepszym narzędziom diagnostycznym. Nowoczesny wieloosiowy układ serwomechanizmów korzysta z połączenia sieciowego do komunikacji danych. Architektura sieciowa zapewnia lepszą diagnostykę w stosunku do rozwiązań z przeszłości. Możliwe jest przekazanie szerokiego zakresu informacji od silnika do sterownika. To z kolei pozwala na sprawniejsze wykrywanie i rozwiązywanie pojawiających się w czasie eksploatacji problemów. Układ serwomechanizmów dostarcza informację zwrotną o pozycji, wartości momentu i kodach alarmów dotyczących temperatury, tarcia i wielu innych czynników, mogących wystąpić w procesie. Śledzenie i porównywanie tych wartości do wartości nominalnych lub ostrzegawczych pomaga wykryć defekty na długo przed tym, zanim spowodują one przestój maszyny. Wspomniane narzędzia diagnostyczne pracują w oparciu o komunikację sieciową, umożliwiają więc jednocześnie zdalny odczyt parametrów po zalogowaniu.
Omawiane rozwiązania technologiczne w tworzeniu maszyn są pomocne dla konstruktorów urządzeń, specjalistów od integralności systemów, klientów firm konstrukcyjnych oraz końcowego klienta.
AutorJerry Tyson jest inżynierem, a Michael Miller menedżerem w firmie Yaskawa America Inc.
Tekst pochodzi z nr 4/2016 magazynu "Control Engineering". Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.