Soluzioni innovative per freni per traini complessi – dalla progettazione all’implementazione
Cosa si intende per un sistema frenante distribuito per l’automazione multi-assi?
Un sistema frenante distribuito è un concetto di sicurezza decentralizzato, in cui le funzioni di frenata vengono realizzate e coordinate direttamente sugli assi singoli di una macchina o impianto. Invece di un freno centrale, qui operano più moduli frenanti intelligenti interconnessi, il che porta a maggiore precisione e affidabilità .
Quali sono i principali vantaggi offerti dai sistemi frenanti distribuiti?
I principali vantaggi sono maggiore sicurezza grazie alla ridondanza, poiché il guasto di un singolo freno non compromette l’intero sistema. Inoltre, consentono una dinamica della macchina e precisione migliorate attraverso il controllo della forza frenante specifico per asse. La loro modularità consente elevata flessibilità e scalabilità per aggiustamenti ed espansioni.
Come contribuiscono i sistemi frenanti distribuiti alla sicurezza, specialmente sugli assi verticali?
I sistemi distribuiti aumentano significativamente la sicurezza, consentendo concetti di frenata ridondanti . Sugli assi verticali, dove i carichi devono essere sostenuti contro la gravità, possono ad esempio essere utilizzati più freni di sicurezza indipendenti (ad esempio, freno di mantenimento motore più freno a molla esterno). Se un freno si guasta, gli altri possono mantenere il carico in sicurezza o rallentare controllatamente, conforme a linee guida come quelle della DGUV.
I sistemi frenanti distribuiti possono essere integrati anche in impianti esistenti (retrofit)?
Sì, il retrofit è spesso possibile. Richiede un analisi accurata della meccanica, degli azionamenti e del controllo esistenti. Aziende come ATEK Drive Solutions offrono supporto nella pianificazione e selezione dei componenti appropriati, per garantire un’integrazione e funzionalità ottimali.
Quale ruolo svolgono i sensori e i protocolli di comunicazione in questi sistemi?
I sensori (ad esempio, sensori di coppia, velocità, posizione) forniscono dati precisi per il controllo intelligente dei processi di frenata e del monitoraggio delle condizioni. Protocolli di comunicazione rapidi e affidabili come EtherCAT o PROFINET IRT sono fondamentali per la sincronizzazione in tempo reale dei moduli frenanti e la sicura trasmissione dei dati al controllo superiore.
Cos’è il monitoraggio delle condizioni nel contesto dei sistemi frenanti distribuiti e quali vantaggi comporta?
Il monitoraggio delle condizioni controlla continuamente lo stato dei componenti frenanti attraverso sensori integrati e algoritmi intelligenti. Consente il rilevamento precoce di usura o potenziali malfunzionamenti. Questo porta a manutenzione predittiva, riduce i fermi imprevisti e può ridurre significativamente i costi di manutenzione (ad esempio, fino al 25%).
Ci sono tipi di freni specifici raccomandati per i sistemi distribuiti?
La scelta del tipo di freno (ad esempio, freni a molla elettrica, freni a magnete permanente, freni idraulici o pneumatici) dipende fortemente dal requisito specifico di ciascun asse – come funzione di mantenimento, frenata dinamica o arresto d’emergenza. Spesso si utilizzano combinazioni di diversi tipi per ottimizzare sicurezza e prestazioni. ATEK Drive Solutions offre una ampia gamma di freni e supporta nella selezione specifica per applicazioni.
Quali sviluppi futuri ci si può aspettare dai sistemi frenanti distribuiti?
Le tendenze stanno andando verso un maggiore utilizzo dell’intelligenza artificiale (IA) per strategie di frenata adattive e autoottimizzanti e manutenzione predittiva più precisa. I gemelli digitali vengono utilizzati per la simulazione e l’ottimizzazione prima della messa in funzione. Inoltre, ci si concentra su efficienza energetica tramite recupero e ottimizzazione dei comandi e integrazione in concetti complessivi di Industria 4.0.
I sistemi frenanti distribuiti aumentano la sicurezza grazie alla ridondanza und aumentano l’efficienza nell’automazione multi-assi, riducendo ad esempio il carico meccanico fino al 15% und riducendo i tempi di ciclo fino al 10% .
Funzioni intelligenti come il monitoraggio delle condizioni consentono una riduzione dei costi di manutenzione fino al 25%, mentre un’integrazione ottimizzata del sistema e un controllo preciso diminuiscono i tempi di messa in funzione di circa il 15% .
Innovazioni future come IA e gemelli digitali promettono ulteriori ottimizzazioni, come una durata dei freni estesa fino al 20% e una riduzione dei costi di sviluppo fino al 30%, con ATEK Drive Solutions che come fornitore di sistemi partecipa attivamente a questi sviluppi.Scopri come i sistemi frenanti distribuiti rivoluzionano la sicurezza e l’efficienza nell’automazione multi-assi. Scopri i vantaggi, i settori di applicazione e le ultime tecnologie.
L’automazione multi-assi pone elevate esigenze di sicurezza e precisione. I sistemi frenanti distribuiti offrono soluzioni innovative. Vuoi sapere di più sulla soluzione frenante ottimale per la tua applicazione? Contatta ora Contatto con i nostri esperti!
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Comprendere le basi: Cos’è un sistema frenante distribuito per l’automazione multi-assi?
L’idea fondamentale: intelligenza invece di centralizzazione
Ein un sistema frenante distribuito è un concetto di sicurezza interconnesso, in cui ogni asse reagisce autonomamente. A differenza dei sistemi centrali, tali concetti di frenata decentralizzati, ad esempio su robot a 6 assi nell’ automazione multi-assi, consentono reazioni più precise e affidabili. I freni di sicurezza moderni sono elementi chiave.
Più della ridondanza: forza frenante coordinata
La decentralizzazione opera tramite distribuzione coordinata dei compiti di frenata, spesso tramite EtherCAT. Questo consente un’affinazione più precisa del momento frenante e una reazione ottimizzata dell’intero sistema. Le applicazioni di manipolazione possono così ridurre il carico meccanico fino al 15%. È fondamentale l’ integrazione dei sistemi di azionamento.
Differenze rispetto agli approcci tradizionali
I freni singoli tradizionali sono rischiosi in caso di guasto. I sistemi frenanti distribuiti per l’automazione multi-assi offrono maggiore sicurezza e flessibilità grazie alla decentralizzazione e alla combinazione di tipi di freni. Esempio: la combinazione di freni di mantenimento motore con freni di sicurezza esterni aumenta l’affidabilità ai sensi della DGUV.Sfrutta i vantaggi decisivi: ridisegna sicurezza ed efficienza
Massima sicurezza attraverso ridondanza intelligente
I sistemi frenanti distribuiti consente la ridondanza: altre parti compensano i guasti o garantiscono lo spegnimento sicuro. Con più freni sugli assi verticali (ad esempio, soluzioni mayr® per assi di sollevamento) si compensano guasti, aumentando così la sicurezza. Vedi automazione multi-assi kompensieren intakte Bremsen einen Ausfall, was die Sicherheit erhöht. Siehe Freni di sicurezza per assi verticali.
Aumenta la produttività: dinamica della macchina e precisione migliorate
La distribuzione precisa della forza frenante attraverso un sistema frenante distribuito consente processi più dinamici e una posizionamento più accurato nell’automazione multi-assi, riducendo i tempi di ciclo. Una macchina per imballaggio può ridurre i tempi di ciclo fino al 10%, poiché gli assi rallentano in modo ottimale. Vantaggioso in robotica e automazione.
Garantire l’adattabilità: flessibilità e scalabilità
La modularità dei sistemi frenanti distribuiti consente adattamenti a nuovi compiti o ampliamenti dei assi nell’automazione multi-assi senza la necessità di una revisione del concetto. Una linea di produzione può essere ampliata con nuovi moduli e adattamenti software, riducendo i tempi di rifacimento fino al 30%. ATEK Drive Solutions offre integrazione su misura dei sistemi di azionamento.Comprendere la tecnologia nei dettagli: utilizzare componenti e funzionamento in modo intelligente
Selezionare i tipi di freno adatti: elettrici, meccanici o combinati?
La selezione del tipo di freno per un sistema frenante distribuito nell’automazione multi-assi dipende dai requisiti degli assi – dai freni di sicurezza dinamico-elettrici ai freni meccanici. Le applicazioni servo utilizzano spesso freni a molla elettrica; le funzioni di mantenimento statico anche soluzioni meccaniche. ATEK offre sistemi frenanti elettronici.
- Selezione dei freni in base alle esigenze: La scelta del tipo di freno (elettrico, meccanico, combinato) si basa sui requisiti specifici di ciascun asse in un concept di freno decentralizzato.
- Applicazioni specifiche dei freni: Uso frequente di freni a molla elettrica in applicazioni servo e soluzioni meccaniche per funzioni di mantenimento statico, rilevante per il automazione multi-assi.
- Ruolo centrale del controllo: I controlli intelligenti (PLC, PC industriali) coordinano tutti i processi frenanti e valutano i dati dei sensori – il cuore di un sistema frenante distribuito.
- Precisione attraverso i sensori: I sensori di coppia e gli encoder consentono una precisa dosatura e monitoraggio della forza frenante, essentziali per le prestazioni nel automazione multi-assi.
- Tempi di reazione migliorati: La sensoristica precisa può ridurre significativamente i tempi di reazione di emergenza (ad esempio, fino a 50 ms), un vantaggio di tali sistemi frenanti intelligenti.
- Comunicazione affidabile: Protocolli industriali come EtherCAT o PROFINET IRT garantiscono una sicura e rapida trasmissione dei dati, fondamentale per concetti di sicurezza interconnessi.
- Sincronizzazione del sistema: Protocolli rapidi (ad esempio, EtherCAT con cicli sub-milliseccondo) sono decisivi per la sincronizzazione in sistemi complessi multi-assi e per evitare collisioni.
Utilizzare il controllo intelligente e i sensori: il cervello del sistema
I controlli (PLC, PC industriali) coordinano i processi frenanti in un sistema frenante distribuito e valutano i dati dei sensori per la sicurezza e la funzionalità. I sensori di coppia/encoder consentono una precisa dosatura e monitoraggio della forza frenante, che può migliorare i tempi di reazione di emergenza fino a 50 ms. Fondamentale è l’ interfaccia digitale dei servomotori.
Dominare i protocolli di comunicazione: le vie nervose dell’impianto
I protocolli industriali (EtherCAT, PROFINET IRT) garantiscono la trasmissione dei dati tra controllo, sensori e attuatori in un sistema frenante distribuito per l’automazione multi-assi. EtherCAT consente tempi di ciclo sub-milliseccondo per la sincronizzazione nei sistemi multi-assi (>16 assi) per evitare collisioni. Parte della moderna integrazione dei sistemi di azionamento.Padroneggiare l’implementazione: garantire integrazione e monitoraggio intelligente
Retrofit o nuovo impianto: scegliere la giusta strategia
L’integrazione di un sistema frenante distribuito richiede un’analisi accurata della meccanica e del controllo per retrofit; per nuovi impianti nell’automazione multi-assi, le interfacce possono essere progettate in modo ottimale. Esempio: Adeguamento di un impianto di robotica portale con freni di sicurezza esterni per una maggiore sicurezza delle persone (ISO 13849-1, PL d). ATEK supporta nella Scelta di freni appropriati.
Agire in modo proattivo: Monitoraggio delle condizioni e Manutenzione predittiva
Sensoristica integrata e algoritmi in un sistema frenante distribuito consentono il monitoraggio delle condizioni per la rilevazione precoce di usura o malfunzionamenti. Il sistema ROBA®-brake-checker (mayr®) monitora senza sensori lo stato/l’usura per una manutenzione proattiva, riducendo i costi fino al 25%. Supportato Freni per l’industria 4.0.
Integrazione sistemica senza soluzione di continuità: Il tutto è più della somma delle sue parti
Un’implementazione di successo di un sistema frenante distribuito per l’automazione multi-assiale richiede la coordinazione tra il sistema frenante, i motori, il controllo e l’intera architettura della sicurezza. ATEK garantisce che i componenti collaborino, il che può ridurre i tempi di messa in servizio di circa il 15%. Parte della nostra Filosofia di integrazione del sistema di azionamento.Plasmare il futuro: Sfruttare attivamente le tendenze e le innovazioni nei sistemi frenanti distribuiti
Incorporare l’intelligenza artificiale (IA): Sistemi frenanti adattivi e auto-ottimizzanti
Gli algoritmi di IA consentono ai sistemi frenanti distribuiti di apprendere dai dati operativi, adattare dinamicamente i processi di frenata e prevedere con precisione le necessità di manutenzione. I sistemi possono ottimizzare le rampe frenanti (carico/velocità) per la sicurezza e la riduzione dell’usura (durata dei materiali +20%). Fondamento: controllo digitale dei freni.
- Sistemi adattivi tramite IA: Utilizzo di algoritmi di IA, affinché sistemi frenanti distribuiti apprendano dai dati operativi, adattino dinamicamente i processi di frenata e possano prevedere le necessità di manutenzione.
- Ottimizzazione e riduzione dell’usura: I sistemi supportati da IA possono ottimizzare le rampe frenanti a seconda del carico e della velocità, aumentando la sicurezza nella automazione multi-assi e prolungando la durata dei材合 frenanti fino al 20%.
- Simulazione con Gemelli Digitali: Utilizzo di modelli digitali per simulare il comportamento del sistema di sistemi frenanti decentralizzati, riducendo i tempi di sviluppo e minimizzando i rischi nella messa in servizio.
- Ottimizzazione preliminare e riduzione dei costi: I gemelli digitali consentono l’analisi e l’ottimizzazione dell’interazione tra i componenti in scenari complessi di automazione multi-assi, il che può ridurre i costi di sviluppo fino al 30%.
- Aumento dell’efficienza energetica: Focalizzarsi sull’uso di componenti a risparmio energetico e un controllo intelligente in sistemi frenanti distribuiti.
- Recupero dell’energia frenante: Implementazione di sistemi che recuperano l’energia frenante e la rendono riutilizzabile, un aspetto importante dei moderni sistemi frenanti per l’automazione multi-assiale.
- Minimizzazione del consumo di energia: Riduzione dell’energia di mantenimento, ad esempio attraverso servomotori con freni che vengono alimentati solo per il raffreddamento, riducendo il fabbisogno energetico dell’asse nei sistemi di automazione multi-assiale fino al 10%.
Utilizzare gemelli digitali: Simulazione e ottimizzazione prima della messa in servizio
I gemelli digitali simulano il comportamento dei sistemi frenanti distribuiti, riducendo il tempo di sviluppo e minimizzando i rischi nella messa in servizio nell’automazione multi-assiale. ATEK può analizzare/ottimizzare in anticipo l’interazione tra i componenti in scenari multi-assiali, riducendo i costi di sviluppo fino al 30%. Esperienza in integrazione del sistema di azionamento.
Aumentare l’efficienza energetica: Sostenibilità al centro
I moderni sistemi frenanti distribuiti utilizzano componenti e controlli efficienti, recuperano energia frenante e minimizzano l’energia di mantenimento nelle applicazioni di automazione multi-assiale. Servomotori con freni alimentati solo per il raffreddamento riducono la domanda energetica dell’asse fino al 10%. ATEK offre servomotori efficienti.
