정밀 제조용 디지털 공압 제어 시스템의 이점

디지털 공압 제어 시스템이란?

디지털 방식으로 압축 공기를 넣은 통제 시스템은 현대 디지털 방식으로 전자공학을 가진 전통적인 압축 공기를 넣은 힘을 정확한, 반복가능한 동의 통제를 전달하기 위하여 결합합니다. 그들의 핵심에, 이 체계는 아날로그 압력 규칙을 대체하고 디지털 방식으로 통제되는 비례적인 벨브, 자동 귀환 제어 장치 맥박 액추에이터 및 끼워넣어진 마이크로 제어 장치를 가진 온/오프 솔레노이드 벨브를 대체합니다. 중요한 differentiator는 닫히는 반복 의견입니다: 감지기 측정 위치, 힘, 또는 교류는, 관제사는 미크론 수준 정확도를 가진 고정확도를 유지하기 위하여 순간에 벨브 오프닝을 조정합니다.

수동 조정 및 개방 루프 작동에 의존하는 아날로그 시스템과 달리 디지털 시스템은 PLC, 모션 컨트롤러 또는 산업용 PC에서 명령 신호를받습니다. IO-Link, EtherCAT, 또는 PROFINET과 같은 통신 프로토콜은 원활한 데이터 교환을 허용합니다. 결과는 ±0.01 mm 내에서 위치를 잡고 있으며, 뉴턴에서 여러 킬로뉴턴의 분수에서 힘을 조절하고 기계 재구성없이 비행에 대한 행동을 변경할 수 있습니다.

현대 디지털 공압 부품에는 내장된 스트로크 측정을 가진 로컬 진단, 매니폴드 장착 압력 센서 및 액추에이터 모듈을 처리하는 지능형 밸브 섬이 포함됩니다. 이 빌딩 블록은 자동차, 전자, 포장 및 제약 제조를 통해 유연한 자동화 셀의 백본을 형성합니다.

디지털 공압 제어 시스템의 핵심 이점

향상된 정밀도 및 반복성

정밀 제조는 단단한 포용력을 요구합니다. 디지털 방식으로 압축 공기를 넣은 통제는 공기 공급 압력, 온도 및 짐에 있는 변이를 위해 보상해서 일관된 포지셔닝 그리고 힘 산출을 전달합니다. 예를 들면, 디지털 방식으로 서보 공압식 축선은 많은 소금물에 절이고 신청에 있는 전기 자동 귀환 제어 장치 체계를 일치하거나 초과하는 주기의 수백만에 ±0.02 mm의 반복성을 달성할 수 있습니다. 이것은 지나치게 하고 편류에 기인한 긁기를, 직접 전반적인 개량 장비 효과 (OEE) 개량합니다.

증가된 주기 속도 및 처리량

디지털 밸브 기술은 밀리 초에 반응합니다. 적응 제어 알고리즘은 가속 및 감속 프로파일을 액추에이터의 물리적 한계에 경사 할 수 있습니다. 고정 스로틀링을 가진 아날로그 시스템에 비해 디지털 제어는 전형적인 조립 작업에서 15-30 %의 사이클 시간을 단축합니다. 더 빠른 생산은 바닥 공간 또는 노동을 증가시키지 않고 높은 처리량을 변환합니다.

더 큰 융통성 및 급속한 변경

가장 값이 싼 이익의 한개는 새로운 제품 변종을 위한 체계를 개조하는 기능입니다. 캠, 정지, 또는 규칙 교체 대신, 기술공은 단순히 새로운 모수 세트를 다운로드합니다. 디지털 방식으로 압축 공기를 넣은 체계는 다른 힘 곡선, 치기 길이 및 속도를 위한 조리법의 수십, 저장할 수 있습니다. 변경 시간은 시간에서 분, 하이 혼합, 저 부피 생산 환경을 위해 근본적으로, 시간에서 하락합니다.

향상된 신뢰성 및 예측 유지 보수

디지털 시스템은 지속적으로 자신의 건강을 모니터링합니다. 그들은 실린더 인감 마모, 밸브 코일 분해, 또는 압력 방울을 감지하고 오류가 중단되기 전에 경고를 트리거 할 수 있습니다. 진단 데이터 - 사이클 카운트, 응답 시간, 공기 소비 - 중앙 유지 보수 대시보드에 흐릅니다. 이 예측 접근은 최대 70 %까지 감소하고 구성 요소 수명을 확장 [[FLT : 0]]Festo[[FLT : 1]]에서 산업 연구에 따르면.

Digital Ecosystems에 대한 원활한 통합

디지털 공압은 산업 4.0을 위해 설계되었습니다. 그들은 PLC, SCADA 시스템 및 표준 산업용 이더넷을 통해 가장자리 장치로 직접 연결됩니다. 각 액추에이터의 데이터는 실시간 추적성을 위해 제조 실행 시스템 (MES)로 통합 될 수 있습니다. 이 통합은 닫히는 루프 품질 관리가 활성화되어 외부 사양을 강제로 인해 시스템은 부품을 거부하고 다음 사이클의 매개 변수를 조정할 수 있습니다.

제조 분야

디지털 공압 제어 시스템은 정밀 모션, 힘, 또는 흐름이 필요한 곳에 배치됩니다. 아래는 특정 예와 주요 응용 분야입니다.

자동차 조립: 디지털 공압 턱을 이용한 로봇식 그리퍼는 엔진 부품에 대한 일관성 있는 그립력을 달성한다. ±0.5 N에 부착된 프레스식 스테이션 제어 삽입 깊이와 힘, 연료 분사기와 같은 민감한 부품에 손상을 방지한다.
전자 제조: 표면 마운트 기술(SMT) 픽업 및 장소 머리는 마이크로칩을 처리하기 위한 디지털 진공 제어를 사용합니다. 닫히는 루프 진공 시스템은 작은 구성 요소를 삭제하는 데 실시간으로 흡입을 조절합니다.
Pharmaceutical Production: 태블릿 프레스 및 캡슐 충전은 정확하고 반복적인 공압력을 필요로 합니다. 디지털 제어는 1% 내의 주거 압력 유지, 일관된 태블릿 경도와 무게를 보장합니다.
패키징: 폼필-씰 기계 사용 서보-압축 및 밀봉 압력용 공압식 액추에이터. 디지털 제어는 다른 필름 두께에 맞게 조정하면서 wrinkling 및 Seal 누출을 제거합니다.
Food & 음료: 디지털 기류 조절기에 의해 제어되는 충전 노즐은 액체의 정확한 볼륨을 분산, 폐기물 및 규제 정확도 표준을 감소.

이 응용 프로그램에서 아날로그에서 디지털 공압 제어로 전환은 수율, 속도 및 유연성에 대한 측정 가능한 개선을 수율로 산출했습니다.

Industry 4.0 및 산업 인터넷과의 통합

디지털 공압은 스마트 공장 아키텍처에 대한 자연적 적합입니다. IO-Link 통신 밸브 섬은 포트 당 20 + 매개 변수를 전송할 수 있습니다. 데이터 소비, 위치 피드백 및 오류 코드는 추가 배선없이 사용할 수 있습니다. 제조업체는 누출을 신호하는 공기 소비에 대한 예시적 인 증가를 위해 클라우드 기반 분석 플랫폼으로이 데이터를 통합 할 수 있습니다.

기계 학습 모델은 최적의 유지 보수 창을 예측하는 역사적인 성능에 훈련 될 수 있습니다. Bosch Rexroth]의 일부 고급 시스템은 최첨단 컴퓨팅 기능을 포함하며 컨트롤러 자체가 예측 알고리즘을 실행하고 클라우드에 경고를 보냅니다. 이것은 대기 시간과 대역폭 요구를 줄입니다.

또한 디지털 공압 시스템은 디지털 트윈 시뮬레이션의 일부가 될 수 있습니다. 엔지니어는 기계 및 공압 동작을 오프라인으로 모델링하고 모션 프로파일을 검증하고 물리적 시스템에 제어 매개 변수를 업로드합니다. 이것은 위임 시간을 줄이고 가상 문제 해결을 허용합니다.

디지털 공압의 미래 동향

인공지능과 자기분해시스템

임베디드 AI는 공압 컨트롤러에 처음 등장합니다. 자체 최적화 실린더는 물개의 마찰 특성을 배우고 보상을 자동으로 조정 할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 시스템은 인간 개입없이 자체 정확도를 향상시킵니다. 이 추세는 마모 및 환경 변화를 적응시키는 자율 제조 세포를 향해합니다.

에너지 효율 및 녹색 제조

압축 공기는 생성하는 비쌉니다; 일반적으로 공장의 총 에너지 비용의 10~20 %. 디지털 제어는 누설을 최소화하여 소비를 감소시키고, 작업 당 압력 수준을 최적화하고, 유휴가 될 때 공기 공급을 차단합니다. SMC에서 일부 현대 시스템에는 사이클 당 kWh를 보고하는 에너지 모니터링 모듈이 포함되어있어 타겟팅 효율성을 향상시킵니다.

무선 및 비접촉 에너지 전송

미래 개발에는 매개 변수화를위한 인근 필드 통신 (NFC) 또는 Bluetooth 저 에너지를 사용하여 공압 밸브의 무선 제어가 포함됩니다. 액추에이터 측에서 연구자들은 케이블없이 이동 플랫폼으로 전력을 전달하는 자기 커플 링을 탐구하고, 회전 및 선형 응용 프로그램을 단순화합니다.

도전과 생각

이러한 장점에도 불구하고 디지털 공압 시스템은 조심스럽게 배치해야합니다. 초기 비용은 센서 및 전자 제품으로 인해 동일한 아날로그 구성 요소보다 높습니다. 기본 압축 공기 인프라를 갖춘 제조업체는 오염 된 디지털 밸브를 방지하기 위해 여과, 건조 및 압력 조절을 업그레이드해야합니다.

OT 네트워크는 OT 네트워크를 구성하는 데 도움이 될 것입니다. 펌웨어 업데이트 - similar를 다른 산업 IoT 장치로 유지.

교육은 또 다른 요인입니다: 유지 보수 팀은 압축 공기를 모두 이해하고 디지털 제어 논리. 많은 공급 업체는 갭을 브리핑 온라인 교육 및 시뮬레이션 도구를 제공합니다. 그러나 유지 보수 및 가동 시간의 장기 저축은 종종 앞선 투자를 결정합니다.