1.當前的自動化是否支持應用的目標？

　　這個問題比看起來要深一點?，F(xiàn)代機器通常需要連接到網(wǎng)絡以獲取全球位置、溫度和能源價格等運營輸入，從而知道何時應該開足馬力運行，以最大限度地提高生產(chǎn)效率。

　　當對不常見的過程進行自動化時，請確保對有關應用和可用自動化的所有事項提出問題。例如需要考慮一下消費類商品的裝配，比如電動剃須刀。這樣做也許看起來不起眼，但當目標是將產(chǎn)量提高一倍，創(chuàng)造盡可能多的變體并減少機器占用空間時，顯然意義重大。此外，還需要了解最新的技術。傳送機可以將我們送達那里，直線運動則會更近一點，但平面運動會做的更好。

圖1：為了獲得最大的靈活性和更少的切換，Beckhoff的 XPlanar系統(tǒng)支持各種不同工藝和傳輸功能的布局，例如矩形車間區(qū)域（右）或特定于應用的配置（左）。圖片來源：Beckhoff Automation

 

　　下面我們解釋一下這個例子，平面運動是一個由兩部分組成的系統(tǒng)——由平面塊組成的“臺面”和移動器。搬運工像氣墊船一樣在桌子周圍自由移動，有效載荷良好。路徑設置允許串行或并行搭配，具體取決于接觸時間和產(chǎn)品特性。這些平面運動系統(tǒng)允許將工件移動到操作，而不是將操作移動到工件。

　　在一個完全集成的架構中，最新的運動系統(tǒng)可以實現(xiàn)更高的性能。機器學習（ML）和人工智能（AI）通常會帶來更好的性能、機器穩(wěn)定性，而且更節(jié)能。當在標準機器控制環(huán)境中實施ML時，可以更快、在更大程度上實現(xiàn)這些結果。一些自動化技術供應商的軟件包已經(jīng)將ML集成到機器中。了解市場提供什么，有助于根據(jù)應用目標評估應用的功能。

　　2.最終用戶能否支持所選技術？

　　例如，如果選擇平面技術作為推動裝配應用向前發(fā)展的最佳方式，那么集成到機器中的技術，是否具有最少的停機時間？是否能夠獲得24小時支持？雖然應用工程師可能會說“是”，但最終用戶通常堅持使用梯形圖邏輯編寫代碼。通常，機器用戶或運行人員無法理解應用團隊為機器和平面運動系統(tǒng)編寫代碼所花費的時間和精力。

　　補救辦法是不用梯形圖為平面運動編程，也不要在代碼中添加注釋，盡管兩者都有幫助。補救措施是采用人機界面（HMI），假定使用者沒有任何操作機器的經(jīng)驗。就像當辦公室打印機卡紙時，老板不會打開梯形圖代碼來解決問題一樣。他們會使用打印機顯示屏，按照說明操作并解決問題。

　　這種故障排除方法，對于復雜的機電一體化系統(tǒng)更為重要。未來，行業(yè)面臨著更大的熟練勞動力短缺問題，很明顯，企業(yè)愿意向原始設備制造商（OEM）支付更多的費用，以提供更加直觀的方式來確保生產(chǎn)正常運行。工廠車間的運行人員更喜歡簡單易用的模式來解決問題，無需打開筆記本電腦，也無需研究代碼。

　　3.投資回報率是多少？

　　在確定好目標，并找到如何支持新的自動化技術后，還要衡量一下投入與產(chǎn)出回報是否一致。這是一個由來已久的問題?？纯雌矫嫦到y(tǒng)的例子，構成平面系統(tǒng)的每個部分，本質(zhì)上都是一個驅(qū)動器，因此構建“臺面”的成本可能會變得昂貴，這樣設計成本就令人望而生畏。同樣的模型也適用于線性運輸系統(tǒng)和機器人運動控制。因為平面移動器有6個自由度，并且尺寸可以和裝配工件類似，所以成本在很大程度上被抵消。

　　平面系統(tǒng)使用移動器來完成機器人的工作，這意味著您可以用簡單、節(jié)省空間的單軸設備，代替機器人組裝所需的大型設備。這將增加功能（或外圍設備密度），并為占地面積非常小的機器添加新的功能選項。它減少了轉換時間，為大多數(shù)最終用戶增加價值。

圖2：原始設備制造商Plasmatreat使用Xplanar系統(tǒng)在平面移動器上有效移動工件并進行處理，并將機械和電氣復雜的等離子射流保持在固定位置。

 

　　4.生產(chǎn)或機器模塊中的切換比以前更少？

　　使用機器設計減少工藝過程或機器模塊之間的切換，使工作變得更輕松。許多生產(chǎn)問題是源于輸送機堵塞、皮帶磨損或松動，或者由于產(chǎn)品位置不當而導致的操作不當。不精確或停止運動會導致返工或報廢，需要大量人員對此類故障進行故障排除、識別和補救。機器人技術可以改善機器模塊之間的切換，但會增加成本、占地面積和復雜性。

　　圍繞直線電機和平面概念進行設計，目標是在工件駐留在系統(tǒng)移動器上時，完成所有裝配操作。這種非線性制造技術不需要在模塊之間傳遞工件。取而代之的是在多個工序之間搬運工件，從而消除了過去必要的交接。由于運行人員無需調(diào)整輸送機、計時器和工作轉換，因此可以提高總體投資回報率和機器正常運行時間。

　　通過線性和平面運動的案例，了解如何更好地將工件移動到不同操作中，而不是將操作移動到工件。通過采用新的自動化技術，OEM廠商和制造商可以重新思考什么是可能的，打破機器設計中的傳統(tǒng)限制，創(chuàng)造新的機器，以解決諸多新的挑戰(zhàn)。（作者：Tom Jensen,  Beckhoff Automation）