Yüksek performanslı hareket kontrolünün geleceğini desteklemek için hibridizasyon seti
Hidrolik, pnömatik ve elektro-mekanik alanlarındaki son hareket kontrol teknolojileri, endüstrinin birçok sektöründe gelişmiş hareket kontrolünün desteklenmesinde çok önemli yer tutar. Öte yandan, Endüstri 4.0 veya Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT) çatısı altında gelişmiş algılama, veri iletişimi ve kontrolü temel alan yüksek ölçüde otomatik işlemlerin gelişmesi ve büyümesiyle bu temel teknolojilerin hibritleşmesi giderek daha çok önem kazanmaktadır.
Çoğu zaman hibridizasyon, "elektro-pnömatik" veya "elektro-hidrolik" çözümler vermek için elektronik kontrolün hidrolik veya pnömatikle birleştirilmesi şeklinde gerçekleştirilir. Yine de hibridizasyon, akışkan gücü alanında birçok şekil alabilir. Örneğin, son pompa çözümleri müşterilere çoğu zaman pompa, motor, sürücü ve yazılımdan oluşan hız kontrollü, hidrolik sistemler şeklinde verilir. Genellikle tam olarak müşterinin gereksinimlerine uygun tasarlanmış bu sürücü kontrollü pompalar, örneğin kalıp döküm makinesinde, preslerde veya imalat makinesinde merkezi, kontrollü hidrolik arz fonksiyonu sağlar. Dahası, uygulanabilir yazılım araçlarının kullanılması, farklı motor-pompa kombinasyonlarının karşılaştırılmasını ve sabit hız sunan sisteme karşı olası tasarrufun doğrudan hesaplanabilmesini sağlar.
Hibridizasyona özellikle Endüstri 4.0 dijital üretim stratejileriyle bağlantılı olarak bir başka örnek ise akıllı silindirdir. Yüksek mühendislikle tasarlanmış geribildirim sensörünü bir hidrolik silindirin içine yerleştirmek karmaşık bağlantılar içeren korumasız dış sensör ihtiyacını ortadan kaldırmış olur. Sensör, olası silindir sorunlarını, operasyonları bozmalarından önce tespit ve teşhis etmek için kullanılabilir. Böylece Endüstri 4.0 kurulumunun bir parçası olarak kestirimci bakım stratejilerinin uygulaması kolaylaşır. Entegre bileşen olarak sensörler titreşim, toz, çakıl, aşındırıcı, kimyasal, eksenel yük, yan yük ve batmaya maruz kalan uygulamalarda kullanıma uygundur. Dahası, geniş sıcaklık aralığında performans sergileyebilir, elektronik gürültüden etkilenmez ve titiz uygulamalarda yüksek sinyal gücü sunar.
Kesin konumlandırma
Yeni sensörler çubuğun başlangıç yerindeki konumu yerine kesin konumlandırma sinyali verebilir. Bu tür sensörler çift çubuklu silindir uygulamalarını vidalı sap bağlantılarına ihtiyaç duymadan bile izleyebilmeyi sağlar. Sensörlerin, Mobil hidrolik araç pazarındaki tipik uygulamaları arasında otomatik seviyeleme, yük yönetimi ve direksiyon bulunur.
Tabii ki ek zekaya sahip olmak için gömülü bileşenlere (hibridize edilmiş sistemlerin bir parçası olarak) ihtiyaç duyulması ortak bir temadır, keza bu makineden makineye iletişimi ve tepkiyi mümkün kılar. Hibridizasyon eğiliminin bir parçası olarak karışımdaki çok önemli bir diğer eleman da endüstriyel iletişim protokolüdür. Burada, PROFIBUS DP, DeviceNet ve CANopen gibi geleneksel endüstriyel ağ sistemleri, hem Ethernet ağlarının ve protokollerin maliyetinden, hem de kablosuz ağlar ve açık iletişim protokolleri gibi piyasaya yeni sürülen teknolojilerin çıkışı ile yavaşça ortadan kaybolmaya başlıyorlar.
İletişim protokolleri
Dikkat çeken bir endüstri eğilimi, IO-Link endüstriyel Ethernet ağının yükselmesidir. Otomasyon üreticileri konsorsiyumu tarafından geliştirilmiş IO Link, uluslararası standart olarak benimsenen sensör ve tahrik iletişimindeki ilk IO teknolojisidir (IEC 61131-9), bu da cihazların yaygın olarak kullanılan tüm endüstriyel ağ sistemleri ve otomasyon sistemleriyle aynı şekilde, ERP seviyesine kadar, entegre edilebileceği anlamına geliyor. Bu açık protokol, Endüstri 4.0 dünyasını bileşen seviyesine getiriyor ve çoklu teknolojiler ile üreticiler arasında birlikte çalışabilmeyi sağlamada halihazırda ne kadar gerekli olduğunu kanıtlıyor.
Akışkan-güç uygulamaları için mevcut valf çalışmaları ile hızla entegre olabilen IO-Link modülleri giderek daha da fazla bulunabiliyor. Ethernet tabanlı protokolden bağımsız ve satıcılara özgü bu yeni modüller, halihazırda Endüstriyel Ethernet kullananlar için tak ve kullan valf uyumluluğu sağlar. Böylece daha düşük bir maliyetle benzer performanstan ve daha az karmaşık bir sistemden faydalanılabilir. Ağ yapılandırması kod olarak depolanabilir ya da yazılabilir ve herhangi bir programlama gerektirmeden cihaza indirilebilir. Sonuçta bağlantılı valf teknolojisi, müşterilere zekâ ekleme ve kontrol yetkisini dağıtma seçeneği sunar. Bu sayede düşük maliyetli ve basitleştirilmiş bir yöntemle makineden makineye daha iyi kontrol sağlar.
Yüksek performanslı uygulamalar
Hibridizasyon, pek çok yüksek performanslı endüstri uygulaması üzerinde yararlı bir etkiye sahiptir. Örneğin bir PMAC'nin (daimi mıknatıslı AC) servo motorun yoğunluk ve hız özelliklerini voltaj uyumlu invertör ile birleştiren basit hibrit yapılandırma, elektrikli süper bisikletler için gereken hız ve torku sağlar. Gerçekten de bu tür motorlar 175 BHP bölgesinde gelişen ve altı saniyede 100 mil/saat kadar hızlanma ve yaklaşık 170 mil/saat üst hız ile desteklenen elektrikli süper bisikletlerde halihazırda kullanılmaktadır. Bu kompakt motorlar dünya çapında güç/ağırlık oranlarına ve %97 ile en yüksek etkinlik oranına sahiptir.
Performans seviyesini bir derece yükselten, muhtemelen gelmiş geçmiş en yüksek seviyeye çıkarmış hibrit hareket kontrol çözümleri, 1000 mil/saat dünya kara hızı rekor denemesi yapacak olan Bloodhound'a bağlı elektro hidrolik hava frenlerinde kullanılmaktadır.
Doğal olarak 1000 mil kapasiteli bir araba yapmak büyük bir zorluk, tabii aynı şekilde onu durdurabilmek de o kadar zor. Böyle hızlarda tekerlek frenleri işe yaramaz ve paraşütler de paramparça olabilir. Bunun yerine, Bloodhound güvenle durabilmek için güçlü hava frenlerine güveniyor.
Altı tonluk bir aracı her saniyede 60 mil/saat yavaşlatabilmek için arabanın öne ve arkasına hareketli bir eyer süren bölmelerinden birine montajlanmış iki aktüatör (3,7 tonluk çekme kuvvetli) gerekmektedir. Eyer ile hava fren kapakları arasında çift bağlantı mekanizması bulunur. İki sürgü çubuğundan biri (5,3 tonluk çekme kuvvetli) manivelayı çalıştırırken ikinci de maniveladan kapının kendisine doğru işlev görür.
Bu sistemin hesaplamalarında dikkatli tasarım faktörlerinin, özellikle de hava freni kapılarının silindirlere uygulaması beklenen yüklerinin, dahil edilmesi gerekti. Acil durumlarda (hidrolik güç kaybı gibi) yedek akümülatörde bulunan yağ deposu etkinleşecektir. Bu özel akümülatör ağırlıktan kazanmak için klasik çelikten ziyade yüksek kuvvetli kompozit malzemelerden üretilmiştir.
Bloodhound, farklı teknolojilerin kombinasyonundan yüksek ölçüde fayda sağlayan bir projeye şahane bir örnektir. Endüstri dünyası Endüstri 4.0 ile belirlenen dijital arenaya doğru ilerlerken, gelecekte daha çeşitli hareket kontrol uygulamalarını desteklemek için hibrit ürün iş birliklerinin sayısı artacaktır.
. . .
İçerik sadece atıfta bulunularak yayınlanabilir:
Demir Çelik Store. Editöryal görüş, yazarın
görüşüne aykırı olabilir.
