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机电一体化技术对于工业40 的重要意义

2020-03-27 20:24所属:糖果派对


  

  与工业4.0相关技术的迅速发展,提高了内置智能机器的效率、性能、以及可访问性,因此被某些人称为下一次工业。 机电一体化机器设计和工程为工业4.0项目的成功实施提供了基本的构建模块。

  第一次工业,使纺织行业和其它行业诞生了第一批工厂,推动这些行业向基于煤和蒸汽动力设备为基础的机械化生产的转变。第二次工业以电力和内燃机的广泛使用为标志,规模化生产带来了更新、更快的发展。第三次工业以数字制造技术、互联网技术和再生性能源技术的重大创新、融合与运用为代表,半导体、计算机以及能源技术的快速发展,大大提高了制造业和过程工业的生产和能源利用效率。被称为第四次工业的工业4.0,则充分利用了数字化和自动化技术。物联网(IoT)技术的引入,使模块化组件和数字控制通信成为可能。物联网为工业4.0提供有可能让系统更快、更可靠、更灵活、更具扩展性的一个潜在的巨大平台。让工业4.0如此强大的是几乎界任何地方、以近乎实时的方式进行最低层级的数据通讯和分析的能力。

  随着更多的传感器、机器和运营连接到互联网和云平台上,工业4.0已经获得指数级的增长。企业将是物联网解决方案的最高层的应用,可以降低运营成本,提高生产力,扩大新市场或开发新产品。

  根据最近进行的一项业内调查结果,超过一半的企业高管已经接受基于物联网的系统或计划这样做。超过80%的人认为,物联网技术的应用,对于未来的成功至关重要。嵌入式智能和无线传感器已经应用到工业车间和运营管理。数据分析公司Lux Research在一份物联网产业报告中预测,截止 2020 年,全球工业物联网产值将达到 1510 亿美元。

  在自动化与机器人领域,连接技术的发展进步,促进了对基于机器的、机器对机器(M2M)、和机器对网络(M2N)技术的需求。机电一体化机器的发展,推动了工业4.0实施的进程。相互连接的电机驱动自动化和基于控制的生产线和应用,推动了对关键设备的和资产管理策略的应用,从而进一步改善性能、增加正常运行时间、以及延长自动化设备和机器人的使用寿命。

  基于云的应用程序,使得执行复杂控制功能、数据聚合、监测、以及机械设备的诊断成为可能,而以前这些只能在工厂和企业层面访问。

  新供应链模型和更短生产周期的要求,需要具有一定的灵活性,只有这样才能减少机器开发时间和交钥匙系统的集成。随着工业过程越来越多的相互连接在一起,机器设备制造商和运营商需要更大的灵活性和更短的交货时间,来实现智能机器的设计和调试。

  了解机电一体化运动控制的角色,对工业4.0项目的成功实施十分关键。在制造、包装、物流和物料处理中,自动化和数字技术必须从提高运营效率和性能可扩展性方面满足多个目标。

  具有高效率减速机和智能电机的分布式驱动解决方案,可以确保用户在不同的应用场合实现更大的生产能力和可靠性。

  管理复杂性,是机电一体化机器设计的核心,实施物联网计划需要大量复杂的工程功能。高效的生产制造和装配,始于高效的运动控制。运动通过驱动轴、齿轮和电机、变频器或伺服驱动器逐一传递。自动化是一把双刃剑——在改善生产力的同时,也增加了系统复杂性,比如运动规划、控制系统、以及与网络的集成(无论是基于互联网还是基于云的平台)都要变得更复杂。

  更复杂的是,大多数工厂的运营,仍要使用某些在线运行时间可能超过十年或更长时间的老旧系统。电机驱动器、可编程逻辑控制器(PLC)和其它老旧设备,必须对其通讯协议是否能与最新的物联网技术通信的兼容性方面做出评估。

  工业4.0受益于多学科交叉的机电一体化技术,来降低不断融合的信息技术(IT)和运营技术(OT)的复杂性。通过简化设计、调试和运行,机电一体化工程可以开发出更好的机器设备。通过让机器设备制造商来调试、编程和连接设备,机器的优化、选型适当的先进电机和变频器系统可以使生产制造和供应链自动化更灵活、更快、效率更高。

  例如,具有先进功能的变频器,可以支持最新和传统的机器连接。基于参数化编程技术、智能电机驱动技术的制造,可以加速机器运动编程从概念到部署的各个阶段。参数化编程使其比传统编程更易于调试。将智能驱动器上线,不再需要特殊培训。同样的原则适用于调试过程中变频器的参数化。在某些情况下,只需要Wi-Fi和可插拔内存模块就可以在一分钟内复制和调试所需要的参数。


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