600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Обновлено: Тенденции в области электродвигателей, часть II — Скотт Эванс из Kollmorgen установил рекорд в области дизайна движения

Преобразователи частоты

В недавнем интервью сСкотт Эванс, директор по продуктовой стратегии Колльморген (для нашей Освещение тенденций движения электродвигателей) мы получили особенно хорошее представление об изменениях современного дизайна движения. Ниже приведены некоторые проницательные комментарии Скотта. Наслаждайтесь!

Scott-Evans-of-KollmorgenНесколько отраслей промышленности стимулируют самые масштабные изменения в дизайне движения.

Изменения в дизайне движения в электронном оборудовании

Одним из очевидных изменений в движении является миниатюризация продуктов за счет повышения эффективности и миниатюризации электронных компонентов. Основной движущей силой этого является потребительская электроника, потому что именно там находится реальный объем производства.

Однако такие отрасли, как медицина, аэрокосмическая и оборонная (A&D), а также автомобилестроение (OEM—производители, а не производство), которые долгое время отдавали предпочтение встроенному движению, в настоящее время стимулируют внедрение бытовой электроники в промышленную и военную продукцию и требуют от своих поставщиков движения делать то же самое.

Потребительская электроника также продолжает снижать стоимость комплектующих, что позволяет всем отраслям промышленности позволить себе более сложные продукты, которые ранее были недоступны.

Многие компании, занимающиеся движением, скажут, что наблюдается движение в сторону децентрализации или в сторону самоцентрализации. Или они могли бы сказать, что есть движение в сторону интеграции или деинтеграции. Мы видим приливы и отливы между ними, даже в одном и том же OEM-производителе

но, по нашему мнению, это в большей степени зависит от конкретного применения чем широкое предпочтение.

Изменения в дизайне движения впрограммное обеспечение и коммуникации

Хотя кажется, что протоколов на базе Ethernet стало больше, чем когда-либо прежде, мы начинаем видеть очевидных победителей и проигравших в этом пространстве. Мы видим признаки фактической консолидации и ожидаем, что это продолжится.

Мы также ожидаем появления открытых и ориентированных на потребителя протоколов, таких как ТСНначнет пускать корни. Это поможет более мелким игрокам, если они запрыгнут на борт, или ускорит их вымирание.

Конструкция движения изменяет мощность tпередача и механические компоненты

Точная и автоматизированная обработка по-прежнему обеспечивает более тихую, точную и эффективную работу механизмов. Эти коэффициенты усиления позволяют устанавливать меньшие передачи, а также уменьшать размеры двигателей и усилителей, которые приводят их в действие. Технологии зубчатых передач, которые ранее были слишком дорогими для большинства применений — например, планетарные, циклоидальные и даже гармонические — становятся более доступными, а значит, получают более широкое распространение.

Кроме того, есть более опытные производители

Часто разговоры сосредоточены исключительно на технологиях, но что часто упускается из виду, так это возросшая сложность даже небольших производителей оборудования. Например, эти производители оборудования теперь гораздо больше ценят стоимость владения и точность, чем просто стоимость приобретения, как это было в прошлом.

По мере того как сервисные контракты и лизинговые соглашения (в отличие от индустрии реактивных двигателей) начинают становиться все более популярными, растет и выбор компонентов, повышающих точность и срок службы машины.

Об облачных технологиях и возможностях IIoT для двигателей

В наши двигатели мы можем встроить сенсорную технологию в дополнение к обратной связи по скорости / положению, которая предоставляет данные о крутящем моменте / кручении / напряжении, влажности, давлении и т.д. Мы находим это востребованным в дорогостоящих машинах, которые можно найти в крупных системах кондиционирования воздуха, на заводах и в горнодобывающей промышленности; Но технология достаточно молода, и до широкого внедрения на типичном заводе еще несколько лет.Еще больше после прыжка.

Мы действительно видим способность датчиков извлекать энергию из неэффективных механизмов (вибрация, тепло, свет и т.д.), чтобы обеспечить автономное питание и стать мощным драйвером. Но до тех пор, пока они не смогут получать достаточно энергии для работы радиоприемника — и сохранять энергию достаточно долго, чтобы передавать то, что находится в буфере после остановки машины, — это не получит широкого распространения. Кроме того, до тех пор, пока у нас не появятся отраслевые стандарты, которые стратифицируют, нормализуют и гармонизируют стандарты данных (например, масштабирование и единицы измерения), а также безопасный и универсальный способ передачи данных, даже датчик с автономным питанием не найдет широкого применения, за исключением систем специального назначения (и закрытых).

Приводы и системы управления уже давно обладают способностью обрабатывать гораздо больше данных, расслаивать их и даже нормализовывать, а затем отправлять в вышестоящие системы. Перерабатывающие отрасли уже много лет используют эту возможность и продолжают лидировать.

Опять же, более открытые системы, такие как OPC-UA будет способствовать более широкому использованию этих возможностей

и когда-нибудь будет широко использоваться даже в дискретном производстве.

Последние приложения, использующие компоненты движения для улучшения дизайна

Закон Мура нашел множество применений, которые были недоступны или немыслимы 10 лет назад.

Движение настолько улучшилось, что ошибка (фактическое движение по сравнению с командным движением) контролируется в диапазоне 1 мкс электроникой, установленной на движении или в нескольких метрах от него; поэтому такие проблемы, как дрожание и запаздывание, которые были серьезными проблемами несколько лет назад, больше не являются такими серьезными.

В качестве примера можно использовать популярную дискуссию вокруг технологии drive-by-wire:

Мы можем управлять беспилотными летательными аппаратами над интересующими нас целями из центра управления, расположенного за тысячи миль, используя спутники кабельного телевидения и бытовую электронику COTS на обоих концах коммюнике. Задержка составляет менее секунды. Ничего из этого не было возможно 10 лет назад. Те же технологии используются при многоцелевой переработке, такой как рафинирование; также они используются в беспилотных транспортных средствах, таких как для добычи полезных ископаемых и разведки.

Даже сверхпрочные приложения, такие как медленные этикетировочные машины, способны значительно упростить их механизм, поскольку более производительное движение более доступно по цене. Если производитель может купить, например, шаговую систему по той же цене, которую он когда-то заплатил за механическую систему сцепления, почему бы ему этого не сделать? Особенно, когда клиенты ожидают точного размещения этикеток, отсутствия брака и увеличения срока службы машины за счет меньшего количества изнашиваемых компонентов, но не готовы платить за машину более высокую цену?

Изменения в конструкции двигателей и силовых агрегатов за последнее десятилетие

Что касается специальных дизайнов (в данном контексте дизайнов, созданных в партнерстве с поставщиками индивидуальных решений), то здесь также наметились некоторые интересные тенденции. По мере того как перепроектирование набирает обороты, мы наблюдаем спиральный эффект, связанный с массовой кастомизацией и ремесленным мастерством.

Сначала я опишу, что я подразумеваю под спиралью. Вы слышали термины, относящиеся к тому, когда что-то возвращается на круги своя или проходит полный круг. Но если все возвращается на круги своя в несколько иной форме, ситуация больше похожа на спираль, чем на круг, поскольку обстоятельства существуют в несколько иной плоскости.

Что ж, в былые времена, до промышленной революции, бизнес процветал благодаря труду ремесленников (таких как пекари, изготовители витражей, сапожники и кузнецы). Этот способ производства уступил место массовому производству «имей-любой-цвет-по-твоему-желанию», главное, чтобы он был черным. Но даже продукты массового производства были трудоемкими, поэтому производители просто стали лучше организованы и поднаторели в выпуске продукции при массовом параллельном производстве со скоростью промышленной автоматизации. Как только развивающиеся страны начали осваивать массовое производство, но с более дешевой рабочей силой, рабочие места в обрабатывающей промышленности начали исчезать из развитых стран.

Сегодня доступная автоматизация и CAD/CAM позволяют компаниям сокращать трудозатраты и возвращать производство домой, в такие места, как США, но на этот раз речь идет не только о массовом производстве формочек для печенья. Вместо этого теперь возможно массовое изготовление изделий по индивидуальному заказу с минимальным временем переналадки. Это позволяет производить меньшие партии и снижать накладные расходы.

В доступную автоматизацию включены функции motion и PT. Компоненты автоматизации не только более доступны по цене, но и более точны, долговечны и просты в использовании.

Таким образом, даже поставщики motion выясняют, как быстро и эффективно выполнять настройку с минимальными затратами. Таким образом, производители, у которых есть идея, но которые считают, что готовых коммерческих продуктов (COTS) недостаточно, теперь могут использовать совместное проектирование и кастомизацию совместно с подходящим поставщиком.

Другие инновации на горизонте — дизайн с приводом от двигателя

Мы верим, что грядет мегатренд

Конечные пользователи начнут избегать “указания конкретных поставщиков” в отношении компонентов и систем внутри приобретаемого ими основного оборудования. Почему?

I. Бэби-бумеры уходят на пенсию. Вместе с ними уходят в прошлое устаревшие представления. Здесь они расположены в произвольном порядке

a. Покупка оборудования и его обслуживание дорогостоящим штатным персоналом

1. Указание неоптимизированных компонентов/систем COTS во имя сокращения запасов запасных частей и средств для ремонта

2. Полагаться (почти исключительно) на конкретных поставщиков с закрытыми системами

b. Программирование с помощью релейной логики

в) Представление о том, что “все, что мы делаем, — это секретный соус”.

ii. Вышеприведенное будет заменено другими подходами.Здесь они расположены в произвольном порядке

a. Понятие “робототехника” будет означать гораздо больше и получит гораздо более широкое признание, чем когда-либо в нашей истории

1. Дизайнеры-механики получат реальный опыт работы с робототехникой и проектированием машин сразу после окончания школы

b. В 21 веке будет больше программистов и экспертов по электронике

c. Произойдет сдвиг в сторону лизинга оборудования и перекладывания ответственности за OEE и “безупречное производство” на поставщиков оборудования

1. Это будет способствовать созданию лучших в своем классе компонентов и подсистем

2. Цели проектирования, заключающиеся в более тихой и экономичной работе, более точных настройках и более длительном сроке службы, будут определять дизайн

3. Будет больше сервисных контрактов, поэтому поставщикам начнут платить в зависимости от времени безотказной работы, OEE, производства

• OEM-производители сами будут осуществлять техническое обслуживание, а также поставку запасных частей и ремонт

Дистанционный мониторинг и прогнозируемое техническое обслуживание будут обязательными

Победители создадут машины, которые будут самостоятельно диагностировать, самопрогнозировать и даже самовосстанавливаться

4. Производители будут гораздо охотнее пробовать новые идеи и хаки, чем в прошлом

d. Анонимизация, нормализация и согласование данных — все в духе широкого обмена этими данными — станут критически важными для постоянного совершенствования.

1. Взаимное обучение без сговора станет необходимым. (Возможно, это уже необходимо.)

Обновлено: Тенденции в области электродвигателей, часть I — Миниатюризация, подключение и кастомизация

Обновлено: Тенденции в области электродвигателей, часть II — Скотт Эванс из Kollmorgen установил рекорд в области дизайна движения

Обновлено: Тенденции в области электродвигателей, часть III — Сетевое взаимодействие, Интернет вещей и датчики поднимают конструкции с приводом от двигателя на новые высоты

Обновлено: Тенденции в области электродвигателей, часть IV — Подробнее о миниатюризации и специальном применении в медицине

Обновлено: Тенденции в области электродвигателей, часть V — Исследовательские лаборатории обеспечивают конвергенцию технологий