Soluciones de frenos innovadores para cadenas cinemáticas complejas: desde la concepción hasta la implementación
¿Qué se entiende por un sistema de frenos distribuido para la automatización multi-eje?
Un sistema de frenos distribuido es un concepto de seguridad descentralizado, donde las funciones de freno se realizan y se coordinan directamente en los ejes individuales de una máquina o instalación. En lugar de un freno central, aquí actúan módulos de freno inteligentes interconectados, lo que particularmente en la automatización multi-eje conduce a mayor precisión y disponibilidad .
¿Cuáles son las principales ventajas de los sistemas de frenos distribuidos?
Las principales ventajas son mayor seguridad gracias a la redundancia, ya que la falla de un solo freno no paraliza todo el sistema. Además, permiten una mejor dinámica de la máquina y precisión a través del control de fuerza de frenado específico por eje. Su modularidad permite alta flexibilidad y escalabilidad para ajustes y ampliaciones.
¿Cómo contribuyen los sistemas de frenos distribuidos a la seguridad, especialmente en ejes verticales?
Los sistemas distribuidos aumentan significativamente la seguridad al permitir conceptos de frenos redundantes. En los ejes verticales, donde las cargas deben mantenerse contra la gravedad, pueden, por ejemplo, intervenir varios frenos de seguridad independientes (por ejemplo, freno de motor de mantenimiento más freno de compresión externo) . Si un freno falla, los otros pueden mantener la carga de forma segura o desacelerar de forma controlada, en conformidad con directrices como la DGUV.
¿Pueden integrarse los sistemas de frenos distribuidos en instalaciones existentes (retrofit)?
Sí, la modernización (retrofit) es a menudo posible. Requiere un análisis cuidadoso de la mecánica, los accionamientos y el control existentes.Empresas como ATEK Drive Solutions ofrecen apoyo en la planificación y selección de componentes adecuados , para garantizar una integración y funcionalidad óptimas.¿Qué papel desempeñan la sensorística y los protocolos de comunicación en estos sistemas?
Welche Rolle spielen Sensorik und Kommunikationsprotokolle in diesen Systemen?
La sensorística (por ejemplo, sensores de par, velocidad, posición) proporciona datos precisos para el control inteligente de los procesos de frenado y el monitoreo de condiciones. Protocolos de comunicación rápidos y confiables como EtherCAT o PROFINET IRT son cruciales para la sincronización en tiempo real de los módulos de freno y la transmisión segura de datos al control superior.
¿Qué es el monitoreo de condiciones en el contexto de sistemas de frenos distribuidos y qué beneficios ofrece?
El monitoreo de condiciones supervisa continuamente el estado de los componentes de freno mediante sensorística integrada y algoritmos inteligentes. Permite la detección temprana del desgaste o posibles fallas. Esto conduce a mantenimiento predictivo, reduce los tiempos de inactividad no planificados y puede reducir significativamente los costos de mantenimiento (por ejemplo, hasta un 25%).
¿Existen tipos de frenos específicos recomendados para sistemas distribuidos?
La elección del tipo de freno (por ejemplo, frenos de compresión eléctricos, frenos de imán permanente, frenos hidráulicos o neumáticos) depende en gran medida de la requisito específico de cada eje – como función de mantenimiento, frenado dinámico o parada de emergencia. Con frecuencia se utilizan combinaciones de varios tipos para optimizar la seguridad y el rendimiento. ATEK Drive Solutions ofrece una amplia gama de frenos y ofrece apoyo en la selección específica de aplicaciones.
¿Qué desarrollos futuros se pueden esperar en los sistemas de frenos distribuidos?
Las tendencias se orientan hacia un mayor uso de inteligencia artificial (IA) para estrategias de frenado adaptativas y auto-optimizadas y un mantenimiento predictivo más preciso. Los gemelos digitales se utilizan para simular y optimizar antes de la puesta en marcha. Además, se enfocan en la eficiencia energética a través de la recuperación y el control optimizado así como en la integración en conceptos amplios de Industria 4.0.
Los sistemas de frenos distribuidos aumentan la seguridad mediante redundancia und aumentan la eficiencia en la automatización multi-eje, al reducir, por ejemplo, el esfuerzo mecánico hasta en un 15% und los ciclos se pueden acortar hasta en un 10%. .
Funciones inteligentes como el monitoreo de condiciones permiten una reducción de costos en el mantenimiento de hasta el 25%, mientras que una integración optimizada del sistema y un control preciso reducen los tiempos de puesta en marcha en aproximadamente un 15%. .
Innovaciones futuras como IA y gemelos digitales prometen más optimizaciones, como el aumento de la vida útil de las zapatas de freno de hasta un 20% y una reducción de los costos de desarrollo de hasta un 30%, siendo ATEK Drive Solutions como proveedor de sistemas quien da forma activa a estos desarrollos.Descubra cómo los sistemas de frenos distribuidos revolucionan la seguridad y eficiencia en la automatización multi-eje. Descubra las ventajas, áreas de aplicación y últimas tecnologías.
La automatización multi-eje plantea requisitos altos en seguridad y precisión. Los sistemas de frenos distribuidos ofrecen soluciones innovadoras. ¿Desea saber más sobre la solución de freno óptima para su aplicación? Póngase ahora en contacto con nuestros expertos.
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Entender los fundamentos: ¿Qué es un sistema de frenos distribuido para la automatización multi-eje?
La idea central: Inteligencia en lugar de centralización.
Ein El sistema de frenos distribuido es un concepto de seguridad interconectado, donde cada eje reacciona de manera independiente. A diferencia de los sistemas centrales, tales conceptos de freno descentralizados, por ejemplo, en robots de 6 ejes en la automatización multi-eje, permiten reacciones más precisas y seguras. Los frenos de seguridad modernos son elementos clave.
Más que redundancia: Fuerza de frenado coordinada
La descentralización actúa mediante la distribución de tareas de frenado coordinadas, a menudo a través de EtherCAT. Esto permite una sintonización más fina de los momentos de frenado y una reacción óptima del sistema completo. Las aplicaciones de manejo pueden así reducir el esfuerzo mecánico en hasta un 15%. Importante es la integración de sistemas de accionamiento..
Diferencias con enfoques tradicionales
Los frenos individuales tradicionales son arriesgados en caso de fallo. Los sistemas de frenos distribuidos para la automatización multi-eje ofrecen mayor seguridad y flexibilidad a través de la descentralización y la combinación de tipos de freno. Ejemplo: La combinación de frenos de mantenimiento con frenos de seguridad externos aumenta la disponibilidad según DGUV.Aprovechar las ventajas decisivas: Redefinir la seguridad y la eficiencia
Máxima seguridad a través de redundancia inteligente
Los sistemas de frenos distribuidos permite la redundancia: otras partes compensan fallos o aseguran un apagón. En los frenos múltiples en ejes verticales (por ejemplo, soluciones mayr® para ejes de elevación) se compensan los fallos por frenos intactos, lo que aumenta la seguridad. Ver automatización multi-eje kompensieren intakte Bremsen einen Ausfall, was die Sicherheit erhöht. Siehe frenos de seguridad para ejes verticales..
Aumentar la productividad: Mejor dinámica de la máquina y precisión
La distribución precisa de la fuerza de frenado a través de un sistema de frenos distribuido permite flujos más dinámicos y una posicionamiento más exacto en la automatización multi-eje, lo que acorta los ciclos. Una máquina de envasado puede reducir los tiempos de ciclo hasta en un 10%, ya que los ejes desaceleran de manera óptima. Ventajoso en robótica y automatización..
Asegurar adaptabilidad: Flexibilidad y escalabilidad
La modularidad de los sistemas de frenos distribuidos permite ajustes a nuevas tareas o extensiones de ejes en la automatización multi-eje sin necesidad de revisión del concepto. Una línea de producción puede ser ampliada mediante nuevos módulos y ajustes de software, lo que reduce los tiempos de conversión en hasta un 30%. ATEK Drive Solutions ofrece integración de sistemas de accionamiento a medida..Entender la tecnología en detalle: usar componentes y funcionamiento de manera inteligente.
Seleccionar los tipos de freno adecuados: ¿Eléctrico, mecánico o combinado?
La elección del tipo de freno para un sistema de frenos distribuido en la automatización multi-eje se basa en los requisitos del eje: desde frenos de seguridad eléctricos hasta mecánicos. Las aplicaciones de servos a menudo utilizan frenos de compresión eléctricos; las funciones de mantenimiento estáticas también utilizan soluciones mecánicas. ATEK ofrece sistemas de frenos electrónicos..
- Selección de frenos según demanda: La elección del tipo de freno (eléctrico, mecánico, combinado) depende de los requisitos específicos de cada eje en un concepto de freno descentralizado..
- Aplicaciones de freno específicas: Uso frecuente de frenos de compresión eléctricos en aplicaciones de servo y soluciones mecánicas para funciones de mantenimiento estáticas, relevantes para la automatización multi-eje.
- Función central del control: Controles inteligentes (PLC, PCs industriales) coordinan todos los procesos de frenado y evalúan datos de sensores: el corazón de un sistema de frenos distribuido..
- Precisión a través de sensorística: Los sensores de par y los codificadores permiten una dosificación y monitoreo precisos de la fuerza de frenado, lo que es crucial para el rendimiento en la automatización multi-eje.
- Mejor tiempo de reacción: La sensorística precisa puede reducir significativamente los tiempos de reacción de emergencia (por ejemplo, hasta 50 ms), una ventaja de tales sistemas de freno inteligentes..
- Comunicación confiable: Protocolos industriales como EtherCAT o PROFINET IRT garantizan una transmisión de datos segura y rápida, fundamental para conceptos de seguridad interconectados..
- Sincronización del sistema: Protocolos rápidos (por ejemplo, EtherCAT con ciclos de sub-milisegundos) son cruciales para la sincronización en sistemas complejos de múltiples ejes y para evitar colisiones.
Utilizar control y sensorística inteligentes: El cerebro del sistema.
Los controles (PLC, PCs industriales) coordinan los procesos de frenado en un sistema de frenos distribuido y evalúan datos de sensores para la seguridad y funcionalidad. Los sensores de par/encoders permiten una dosificación y monitoreo precisos de la fuerza de frenado, lo que puede mejorar los tiempos de reacción de emergencia en hasta 50 ms. Importante es la interfaz digital de los servomotores..
Dominar protocolos de comunicación: Las vías nerviosas de la instalación.
Protocolos industriales (EtherCAT, PROFINET IRT) aseguran la transmisión de datos entre la control, los sensores y los actuadores en un sistema de frenos distribuido para la automatización multi-eje. EtherCAT permite tiempos de ciclo de sub-milisegundos para la sincronización en sistemas multi-eje (>16 ejes) para evitar colisiones. Parte de la integración moderna de sistemas de accionamiento..Dominar la implementación: asegurar la integración y monitoreo inteligente.
Retrofit o nueva instalación: elegir la estrategia correcta.
La integración de un sistema de frenos distribuido requiere un análisis preciso de la mecánica y el control en los retrofit; en nuevas instalaciones para la automatización multi-eje, las interfaces pueden diseñarse de manera óptima. Ejemplo: Modernización de una planta de robots portal con frenos de seguridad externos aumentó la seguridad de las personas (ISO 13849-1, PL d). ATEK apoya en la selección de frenos adecuados.
Actuar de manera proactiva: Monitoreo de condiciones y mantenimiento predictivo
La sensorística integrada y los algoritmos en un sistema de frenos distribuido permiten el monitoreo de condiciones para la detección temprana de desgaste o fallos. El sistema ROBA®-brake-checker (mayr®) monitorea sin sensores el estado/desgaste para el mantenimiento proactivo, lo que reduce costos hasta en un 25%. Apoya frenos de Industria 4.0.
Integración del sistema sin fisuras: El todo es más que la suma de sus partes
Una implementación exitosa de un sistema de frenos distribuido para la automatización de múltiples ejes requiere la coordinación del sistema de frenos, los accionamientos, el control y toda la arquitectura de seguridad. ATEK se asegura de que los componentes trabajen juntos, lo que puede reducir el tiempo de puesta en marcha en aproximadamente un 15%. Parte de nuestra filosofía de integración de sistemas de accionamiento.Dar forma al futuro: Aprovechar activamente tendencias e innovaciones en sistemas de frenos distribuidos
Incorporar inteligencia artificial (IA): Sistemas de frenos adaptativos y autooptimización
Los algoritmos de IA permiten que los sistemas de frenos distribuidos aprendan de los datos de operación, ajusten dinámicamente los procesos de frenado y predigan la necesidad de mantenimiento. Los sistemas pueden optimizar rampas de frenado (carga/velocidad) para mejorar la seguridad y reducir el desgaste (vida útil de las pastillas +20%). Base: control digital de frenos.
- Sistemas adaptativos mediante IA: Uso de algoritmos de IA para que sistemas de frenos distribuidos aprendan de los datos de operación, ajusten dinámicamente los procesos de frenado y puedan predecir la necesidad de mantenimiento.
- Optimización y reducción de desgaste: Los sistemas impulsados por IA pueden optimizar rampas de frenado según la carga y la velocidad, lo que mejora la seguridad en la automatización multi-eje y puede prolongar la vida útil de las pastillas de freno hasta en un 20%.
- Simulación con gemelos digitales: Uso de modelos digitales para simular el comportamiento del sistema de conceptos de frenos descentralizados, lo que reduce los tiempos de desarrollo y minimiza riesgos en la puesta en marcha.
- Optimización preliminar y reducción de costos: Los gemelos digitales permiten analizar y optimizar la interacción de los componentes en escenarios complejos de automatización multi-eje, lo que puede reducir los costos de desarrollo hasta en un 30%.
- Incremento de la eficiencia energética: Enfocarse en el uso de componentes energéticamente eficientes y controles inteligentes en sistemas de frenos distribuidos.
- Recuperación de energía de freno: Implementación de sistemas que recuperan la energía de frenado y la reutilizan, un aspecto importante de los modernos sistemas de frenos para la automatización de múltiples ejes.
- Minimización del consumo de energía: Reducción de la energía de mantenimiento, por ejemplo, a través de servomotores con frenos que solo se energizan para liberar, lo que puede reducir la demanda energética del eje en sistemas de automatización de múltiples ejes hasta en un 10%.
Usar gemelos digitales: Simulación y optimización antes de la puesta en marcha
Los gemelos digitales simulan el comportamiento de los sistemas de frenos distribuidos, reducen el tiempo de desarrollo y minimizan riesgos en la puesta en marcha en la automatización de múltiples ejes. ATEK puede analizar/optimizar la interacción de componentes en escenarios de múltiples ejes, lo que reduce los costos de desarrollo hasta en un 30%. Experiencia en integración de sistemas de accionamiento.
Aumentar la eficiencia energética: Sostenibilidad en el foco
Los modernos sistemas de frenos distribuidos utilizan componentes y controles eficientes, recuperan energía de freno y minimizan la energía de mantenimiento en aplicaciones de automatización de múltiples ejes. Servomotores con frenos, energizados solo para liberar, reducen la demanda energética del eje en hasta un 10%. ATEK ofrece servomotores eficientes.
