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I vantaggi di Automated Motion Control

I rappresentanti delle aziende associate alla Fluid Power Association (BFPA) di IMI Precision Engineering, Asco Numatics e Metal Work, esaminano lo stato attuale delle soluzioni di controllo del movimento automatico e considerano la relazione sempre più stretta tra le tecnologie pneumatiche ed elettriche.

I vantaggi del controllo automatico del movimento stanno diventando sempre più riconosciuti, con gli sviluppi sia elettrici sia meccanici che hanno compiuto importanti progressi tecnologici negli ultimi anni. Chris Walsh, responsabile vendite nel Regno Unito, Asco Numatics, riflette che in passato le attrezzature pneumatiche erano spesso meno compatibili con un sistema di controllo. Ciò ha spesso portato gli ingegneri meccanici di un tempo a disporre di sistemi pneumatici separati - a volte con banchi di solenoidi - che comunicavano con il sistema elettrico.

"Storicamente i componenti di potenza del fluido sono stati progettati in una macchina per i suoi movimenti su una pagina e il controllo intelligente è stato tenuto separato", ha spiegato.

"Le due tecnologie sono state effettivamente riunite utilizzando un'interfaccia elettro-pneumatica - ad esempio elettrovalvole e PLC in un quadro elettrico. Oggi, pneumatica e dispositivi elettrici sono comunemente concepiti insieme come parte di un design di macchina completamente generico; il controllo di entrambi è considerato come uno. Gli attuatori pneumatici sono ora spesso controllati da elettrovalvole intelligenti che fanno generalmente parte di un sistema fieldbus; a volte con controllo proporzionale, con reti di diagnostica di feedback all'interno di una multiforme piattaforma di controllo di fabbrica e in grado di inviare dati wireless attraverso l'extranet ".

Il raggiungimento del risultato richiesto

Richard Edwards, direttore tecnico di IMI Precision Engineering, ritiene che la tecnologia alla base della maggior parte delle soluzioni ingegneristiche debba comportare un certo livello di compromesso per quanto riguarda la potenza del fluido e l'applicazione elettrica. "In genere si tratta di decidere la migliore scelta di tecnologie per ottenere il risultato finale richiesto", ha detto, aggiungendo che ci sono vantaggi e svantaggi ben noti sia nell'azionamento elettrico che pneumatico.

"Ad esempio, i vantaggi dell'azionamento elettrico includono il fatto che non è necessaria una fornitura di aria compressa, che, se non ne hai già uno, richiederà l'approvvigionamento e l'installazione. Il costo operativo continuo di un attuatore elettrico può rivelarsi inferiore a un'alternativa pneumatica, ma il costo di acquisizione è in genere più costoso. Un attuatore elettrico fornirà generalmente un maggiore livello di precisione e offrirà la flessibilità per fermarlo in parte lungo la sua corsa. La capacità di profilare la velocità e la forza applicata durante la corsa dell'attuatore può essere vitale per alcune applicazioni. Tuttavia, i cambiamenti che avvengono nel mondo dell'azionamento pneumatico - come i trasduttori lineari e il controllo proporzionale - sono impressionanti. "

Per quanto riguarda le attrezzature specifiche, Giorgio Guzzoni, product manager, Metal Work SpA, ritiene che gli attuatori elettrici siano la soluzione giusta per il controllo del movimento quando è necessario posizionarsi accuratamente a valori non specificati e controllare le rampe di velocità e / o accelerazione. Aggiunge che entrambe le tecnologie - attuatori pneumatici ed attuatori elettrici - si sono unite in quelli che sono comunemente noti come cilindri elettrici. Questi sono attuatori elettrici alloggiati in strutture che hanno la forma di un cilindro.

Guzzoni fa anche il punto che, nonostante la crescente prevalenza di controllo del movimento elettrica, pneumatica continua a svolgere un ruolo altamente significativo. "Non sarebbe corretto dire che 95 per cento dei casi con le esigenze di movimento può essere risolto con il cilindro convenzionale, affidabile, conveniente e semplice pneumatici," ha detto. "La posizione raggiunta può essere controllata da un sensore magnetico simile convenzionale. Chiunque produce componenti pneumatici possono dormire sonni tranquilli a letto durante la notte. "

Qualcosa che ha visto alcune delle sviluppo più rigoroso negli ultimi tempi è il moderno robot industriale. Edwards considera uno dei vantaggi di un robot sopra un pezzo speciale-scopo delle attrezzature è la sua flessibilità intrinseca e la sua capacità di essere riprogrammato per intraprendere una serie di compiti diversi. Questo è dove Edwards crede sistemi di attuazione elettronici ed elettrici vengono alla ribalta. Tuttavia, in settori come end-of-arm tooling, egli ritiene pneumatici possono svolgere un ruolo altamente significativo; per esempio, un sistema di aspirazione per raccogliere oggetti, come lamiere o parti del corpo macchina. "In questo modo, la robotica può essere un buon esempio di applicazione elettro-pneumatico ibrido", ha detto.

Manutenzione, riparazione e sostituzione

Dal punto di vista di manutenzione, riparazione o sostituzione, Edwards commenta che quando fornitura di soluzioni in via di sviluppo soluzioni pneumatiche possono avere un vantaggio perché sono facili da capire e spesso possono essere mantenuti con strumenti semplici. "D'altra parte, se qualcosa si rompe elettrici verso il basso potrebbe essere bisogno di volare in un servizio di progettare una distanza considerevole, al fine di sostituirli", ha aggiunto.

In termini di ciclo di vita di un attuatore pneumatico, Edwards sottolinea che gli utenti vedranno generalmente un progressivo deterioramento delle prestazioni verso la fine della sua vita. "Comincerà a irrigidirsi e potrebbe iniziare a perdere", ha detto. "Tuttavia, attraverso il monitoraggio delle condizioni, gli utenti possono continuare a risolvere questo tipo di problema e, ad esempio, consentire alla macchina di terminare una corsa prima di sottoporla a manutenzione durante il fine settimana. Nel caso di un attuatore elettrico, può funzionare in modo efficace per tutto il suo ciclo di vita, ma in caso di guasto, può farlo senza preavviso e la macchina cesserà immediatamente di funzionare fino a quando non sarà montato un attuatore sostitutivo. Quindi, a seconda dell'applicazione, questa può essere una considerazione quando si sceglie l'azionamento pneumatico o elettrico. "

mantenere sicuro

Dal punto di vista della sicurezza, Edwards sottolinea che molte applicazioni minerarie sono in gran parte o completamente pneumatico al fine di ridurre il rischio di una scintilla all'interno un'atmosfera potenzialmente esplosiva. "Questo può essere più conveniente che cercare di racchiudere tutto all'interno di un'applicazione elettrica", ha detto.

Per quanto riguarda i requisiti normativi in ​​materia di sicurezza, Edwards ritiene di poter essere un vantaggio avere entrambe pneumatici e opzioni di controllo elettrico in atto al fine di eliminare il potenziale per una singola modalità di guasto. "In questo modo, le aziende che implementano una soluzione elettrico con un backup pneumatico o viceversa, possono riposare più facile se perdono la loro alimentazione", ha detto.

Industria 4.0

Il settore del motion control è sempre più guardando il potenziale di concetti di connettività, come la Internet of Things (IoT) e Industria 4.0. A questo proposito, Walsh fa il punto che fluido mappe dei prodotti potere stanno diventando sempre più allineati con funzionalità del sistema di controllo di qualità superiore. "Le comunicazioni cross-protocollo sta diventando un must e un rapido scambio di dati di tutti i componenti è previsto con Industria 4.0", ha detto.

In termini di manutenzione, Edwards commenta che come ingegneri diventano più consapevoli del potenziale di comunicazione collegato tra i dispositivi e più consapevoli dei benefici che potrebbero essere ottenuti attraverso, ad esempio, una migliore prevenzione regime di manutenzione o condizione di monitoraggio, crede Industria 4.0 diventerà sempre più la norma.

Spingendo la busta innovazione

In termini di altre recenti innovazioni all'interno dell'arena di controllo del movimento, Walsh spiega che ci sono stati una serie di miglioramenti per quanto riguarda la tecnologia bus di campo pneumatica, posizionamento feedback in attuatori pneumatica (ad esempio, trasduttori lineari elettronici all'interno del cilindro) e la diagnostica incorporati a valvole pneumatiche collettori (per esempio, misurare la velocità della valvola per prevedere fallimento sigillo). Walsh ha visto anche l'introduzione di prodotti che forniscono la facilità di set-up e messa per gli ingegneri di sistemi; un esempio è sistemi di bus di auto-indirizzamento. Inoltre, Walsh punti ai componenti progettati per essere facilmente aggiunto a o modificati. "Tutti questi sviluppi possono garantire un funzionamento più semplice e veloce, i requisiti di manodopera più bassi, e richiedono una più facile manutenzione con conseguente meno tempi morti", ha detto.

Edwards ha commentato che anche se una grande fetta del business di IMI Precision Engineering coinvolge l'automazione industriale, vi è una crescente gamma di applicazioni che non si prestano a semplice categorizzazione. "Per esempio, di recente ho visitato un cliente che sta producendo un sistema in grado di sparare proiettili e una rete al fine di catturare droni ai fini della sicurezza negli aeroporti", ha spiegato. "L'azienda utilizza un cannone pneumatico per lanciare il proiettile per catturare i droni." Edwards ha aggiunto che l'azionamento elettrico è anche avanzando. "Come la tecnologia cambia i costi stanno scendendo e la densità di potenza che essi possono ottenere sta andando in su," ha detto.

La soluzione giusta

La visione di Edwards è che la pneumatica e l'elettricità non dovrebbero essere viste principalmente come due tecnologie in competizione tra loro. "Si riduce davvero a quella che è considerata la soluzione migliore per l'applicazione specifica dell'utente finale", ha affermato. "Se provi a vendere la tecnologia sbagliata, potresti vincere l'azienda ma farai in modo che tu ei tuoi problemi dei clienti proseguiate lungo la strada."

Allo stesso modo, Guzzoni ha sottolineato che non paga di usare una mazza per rompere una noce - la cosa più importante è quello di coinvolgere il supporto dei tecnici che hanno il giusto livello di conoscenza ed esperienza per aiutare le aziende a fare le migliori scelte nell'acquisto di controllo del movimento soluzioni.

Process Industry Informer

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