Nowoczesna technologia napędza popyt na inteligentne i precyzyjne urządzenia

W tym wydaniu naszego miesięcznika skupiamy się m.in. na systemach sterowania, w tym falownikach i serwonapędach. Multiprojekt Automatyka ma mocną ofertę w tym obszarze produktów. Na co kładziecie największy nacisk?

W naszej ofercie znajdują się zarówno serwonapędy obrotowe, jak i liniowe oraz liniowo-obrotowe firmy LinMot. Właśnie to drugie rozwiązanie jest czymś, na czym się skupiamy.

W wielu przypadkach zastąpienie układu mechanicznego (zmieniającego ruch obrotowy na liniowy) napędem bezpośrednim bardzo przyczynia się do uproszczenia systemu i zwiększenia jego wydajności. Ma to miejsce szczególnie w przypadku silników liniowo-obrotowych firmy LinMot. Sztandarowym przykładem zastosowania takiego napędu są aplikacje związane z zakręcaniem butelek. Jeden napęd może w takim przypadku nakładać i nakręcać zakrętkę. Co więcej, system jest niesamowicie elastyczny – nie trzeba zmieniać konstrukcji ani przezbrajać urządzenia przy zmianie planu produkcyjnego. Wystarczy szybka modyfikacja parametrów w sterowniku.

Przy omawianiu zaawansowanych systemów napędowych nie sposób nie wspomnieć o systemie sterowania ich ruchem. Sterownik jest sercem urządzenia, a jego możliwości decydują o precyzji ruchu i synchronizacji napędów. Od kilku lat współpracujemy z firmą Trio Motion, która specjalizuje się w produkcji wieloosiowych sterowników ruchu. W ostatnim czasie widzimy wzrost zainteresowania serwonapędami, zarówno obrotowymi, jak i liniowymi. Dlatego na tę część oferty kładziemy większy nacisk.

Jak oceniacie Panowie przyszłość rynku serwonapędów i falowników? W jakim kierunku będzie szedł ogólnorynkowy i ogólnoświatowy rozwój tych rozwiązań?

Istnieją dwa kierunki, w których mogą rozwijać się falowniki. Pierwszy to udoskonalanie ich podstawowego zastosowania, zaś drugi wiąże się z rozwijaniem zaawansowanych falowników, które mogą być dodatkowo wyposażane w rozwiązania typu zaawansowane protokoły komunikacyjne, własna logika (falownik programowalny) czy możliwość rozbudowy modułowej.

Serwonapędy stały się dużo bardziej popularne, ponieważ tworzone rozwiązania są coraz bardziej inteligentne i precyzyjne. Jesteśmy w momencie ciągłego wzrostu ich popularności. Liczba miejsc, w których znajdą zastosowanie jest ogromna. Coraz więcej użytkowników docenia zalety protokołu komunikacyjnego EtherCAT, głównie ze względu na uproszczone okablowanie i większą elastyczność konfiguracji. Sądzimy, że w najbliższej przyszłości producenci skupią się również na zwiększeniu dokładności działania napędów oraz zwiększeniu ich funkcjonalności.

Pytania, przed którymi staje wiele firm wdrażających nowe rozwiązania w zakładach produkcyjnych, to: jak dobrać odpowiedni silnik do aplikacji oraz jak wykorzystywać falowniki i serwonapędy w sterowaniu, tak aby osiągnąć maksimum korzyści? Jak brzmi odpowiedź?

Dobór odpowiedniego napędu polega na indywidualnej analizie konstrukcji urządzenia popartej wytycznymi producentów oraz doświadczeniem doradców technicznych. Nie bez znaczenia jest również oprogramowanie, które nas w tym wspomaga.

Prawidłowy dobór napędu jest dość skomplikowany. Należy zwrócić uwagę na wiele parametrów. Bardzo częstym błędem w przypadku doboru napędów obrotowych jest nieuwzględnienie stosunku momentu bezwładności elementów ruchomych do momentu bezwładności silnika.

W przypadku, gdy chcemy mieć maszynę z cyklem pracy skróconym do minimum, powinniśmy wybrać serwonapęd, najlepiej wyposażony w protokół EtherCat. Takie rozwiązanie zapewni stały moment w dużym zakresie prędkości, dużą odporność na przeciążenia, niezawodność na lata, łatwość programowania i konfiguracji, ogromne możliwości integracji oraz prostotę instalacji.

Przy doborze falownika warto zwrócić uwagę na niezawodność oraz prostotę obsługi. Należy wybierać takie rozwiązania, które będzie można łatwo zintegrować z urządzeniami pracującymi w zakładzie produkcyjnym. Dodatkowo ważnym aspektem przy wyborze falownika są wbudowane narzędzia ułatwiające sterowanie oraz takie, które umożliwiają łatwą diagnostykę i kontrolę realizowanego procesu produkcyjnego.

Trudno dziś wyobrazić sobie nowoczesne sterowanie bez rozwiązań z zakresu Przemysłu 4.0, jednak dla wielu zakładów produkcyjnych jest to wciąż życzenie, a nie realia. Jakie są główne bariery implementacji rozwiązań cyfrowych w obszarze sterowania?

Główną przeszkodą w implementacji rozwiązań cyfrowych jest ich cena. Dla wielu przedsiębiorstw są to zbyt duże kwoty, uniemożliwiające sprawny zwrot poniesionych kosztów. W przypadku małych firm dodatkową barierą jest brak know-how. Wiąże się to ze zbyt dużym poziomem zaawansowania technologicznego w danej branży i brakiem odpowiednich środków na inwestycje. W tym przypadku wpływ ma również ograniczony dostęp do właściwie wykwalifikowanej kadry pracowniczej. Odpowiedni zespół umożliwiłby poszerzenie wiedzy na temat linii technologicznych w zakładzie.

Przewagą dużych przedsiębiorstw jest możliwość konkurowania ceną. Wiąże się to z czasem istnienia danej firmy na rynku i skalą produkcji. Ponadto firmy te mają odpowiednio wykwalifikowanych pracowników, którzy mają duży wpływ na rozwój technologiczny zakładu. Wspomniane atuty tych przedsiębiorstw pozwalają na zaplanowanie większych środków inwestycyjnych.

Produkcja w coraz krótszym czasie i z zachowaniem odpowiednich norm wymusza konieczność zwiększenia wydajności procesów. Jednym ze sposobów zwiększenia wydajności linii technologicznej jest przekazanie danych procesu w jak najkrótszym czasie oraz udostępnienie ich do analizy. Przekłada się to na zredukowanie zbędnych kosztów i szybkie przezbrojenie maszyny. Naszym zdaniem w nadchodzącym czasie w związku ze wzrostem konkurencji ta bariera zostanie przełamana. Zarówno małe, jak i duże przedsiębiorstwa przeznaczą kapitał na rozwój, co pozwoli wdrożyć rozwiązania cyfrowe na miarę Przemysłu 4.0.

Ostatnio wprowadziliśmy do oferty program Simultus służący do symulacji urządzeń. Jest to program bardzo przydatny zarówno w edukacji, jak i przy uruchamianiu systemów automatyki. Dzięki niemu możemy również stworzyć tzw. cyfrowego bliźniaka naszego sytemu. Niewiele firm posiada w swojej ofercie takie rozwiązanie, a my możemy w tym przypadku pochwalić się autorskim programem.

Dziś na celowniku wielu firm jest energooszczędność. Jak budować energooszczędne systemy?

W ofercie naszej firmy są wspomniane wcześniej serwonapędy liniowe firmy LinMot, które mogą zastąpić mało wydajne pod względem energetycznym siłowniki pneumatyczne. Energooszczędność to nie tylko redukcja kosztów, ale również dbanie o środowisko, dlatego od jakiegoś czasu promujemy rozwiązanie tej firmy, podkreślając oba te aspekty. Zwracamy też uwagę na to, że serwonapędy obrotowe mają bardzo dużą sprawność – większą niż silniki indukcyjne. W tym przypadku cena zakupu serwonapędów jest wyższa, ale oszczędności w dłuższej perspektywie czasu można oszacować jeszcze na etapie doboru napędu.

Które branże najlepiej rokują w zakresie szybkiego wdrażania zaawansowanych technologicznie systemów sterowania?

W przypadku naszej firmy największe zainteresowanie nowoczesnymi systemami sterowania dotyczy głównie sterowania ruchem serwonapędów liniowych LinMot. Obserwujemy je w branży produkcyjnej i opakowaniowej specjalizującej się w produktach określanych jako FMCG. Dzięki zastosowaniu szybszych i precyzyjniejszych układów można zwiększyć wydajność. Jednak nowoczesny system sterowania to coś więcej. Warto wspomnieć, że układy sterowania zastosowane we wspomnianych napędach umożliwiają wyposażenie urządzenia w system monitorujący i diagnostyczny. Przykładowo w przypadku napędów liniowo–obrotowych ciągłe monitorowanie przebiegu wartości parametrów pracy, takich jak moment napędowy i siła w powiązaniu z prędkością i pozycją, może posłużyć do identyfikowania wadliwych elementów lub niewłaściwego ich montażu.

Świetnym uzupełnieniem są panele operatorskie HMI firmy Weintek, które pozwalają w prosty sposób przekazać niezbędne informacje obsłudze i systemowi nadrzędnemu. To rozwiązanie w połączeniu z funkcjonalnością napędów zbliża nas znowu do koncepcji Przemysłu 4.0.

Na jaką strategię rozwojową będzie stawiać Multiprojekt Automatyka w najbliższych latach?

Od początku działalności, czyli już od ponad 15 lat, nasza firma współpracuje z niezależnymi i zazwyczaj wąsko wyspecjalizowanymi producentami. W takim doborze dostawców widzimy wiele korzyści. Przede wszystkim są to firmy, które bardzo mocno skupiają się na rozwoju swoich produktów. Dzięki wąskiej specjalizacji ich rozwój jest skoncentrowany na konkretnych systemach. To wpływa korzystnie na konkurencyjność naszej oferty, ale wiąże się również z tym, że jako dostawca jesteśmy odpowiedzialni za zintegrowanie systemów różnych dostawców. Trendy na rynku nam to ułatwiają. Widzimy m.in., że na czoło wysuwają się pewne standardy związane z komunikacją między urządzeniami.

W najbliższym czasie, oprócz naturalnego rozwoju naszej firmy wynikającego z zapotrzebowania rynkowego, chcielibyśmy skupić się bardziej na wspomnianej integracji i uwypukleniu korzyści płynących z dostosowania urządzeń i fabryk do koncepcji Przemysłu 4.0. Będziemy chcieli położyć większy nacisk na zwrócenie uwagi, jak do tego celu wykorzystać produkty z naszej oferty.

Które rodzaje produktów – z obecnych w portfolio firmy – są zdaniem Panów najbardziej obiecujące, jeśli chodzi o perspektywy szybkiego i zaawansowanego technologicznie rozwoju?

Są to głównie wspomniane wcześniej serwonapędy liniowe i liniowo-obrotowe firmy LinMot oraz pulpity operatorskie HMI firmy Weintek. Produkty te mają duży potencjał rozwojowy, a co ważne – już ich obecna funkcjonalność pozwala na budowanie bardzo zaawansowanych systemów.

Multiprojekt Automatyka realizuje obecnie projekt badawczo-rozwojowy, którego celem jest stworzenie robotów sześcioosiowych z konstrukcją opartą na materiałach kompozytowych i autorskich przekładniach mimośrodowych. Czy możecie Państwo przybliżyć nam szczegóły?

Projekt jest już na końcowym etapie. Wyniki prac są bardzo obiecujące. Pierwsze efekty w postaci prototypu robota edukacyjnego pokazywaliśmy już na kilku imprezach targowych.

Pracujemy nad trzema robotami. Jeden to wspomniany robot edukacyjny i dwa roboty przemysłowe o udźwigu 3 kg oraz 6 kg i zasięgu odpowiednio 700 mm i 900 mm. Myślę, że wprowadzenie produktów na rynek potrwa jeszcze około roku. Doświadczenie zdobyte przy tym projekcie chcemy wykorzystać w kolejnym, który już został rozpoczęty. Jego celem jest zbudowanie robotów modułowych. Projektujemy osobne moduły napędowe, które użytkownik będzie mógł połączyć w robota o praktycznie dowolnej konfiguracji. Ten projekt również zapowiada się obiecująco, a dla nas jest ciekawym i ambitnym wyzwaniem. Dzięki tym projektom nasi pracownicy zdobywają bardzo duże praktyczne doświadczenie inżynierskie. To sprawia, że możemy jeszcze lepiej wspierać naszych klientów od strony technicznej.

Rozwijacie też autorski system realizacji produkcji MES jako element oferty programistycznej w zakresie aplikacji webowych. Skąd decyzja o rozwoju w tym kierunku i czy planujecie dalszą rozbudowę tego typu oferty?

Aplikacje webowe mają wiele zalet, dlatego zdecydowaliśmy się na taki rozwój. Przede wszystkim użytkownik do poprawnego działania potrzebuje jedynie aktualnej przeglądarki internetowej. Kwestią drugorzędną jest platforma/urządzenie. Bez większego znaczenia jest to, czy korzystamy z komputera, smartfona czy tabletu.

Obecnie aplikacje webowe rozwijają się bardzo dynamicznie. Nasz system MES także jest ciągle rozbudowywany o kolejne moduły. Jesteśmy otwarci na potrzeby klientów w tym zakresie, dlatego sukcesywnie implementujemy zgłoszone pomysły.

W jaki sposób zmienił się sposób działania firmy w dobie koronawirusa?

W pierwszej fazie, podobnie jak w większości firm, prawie wszystkie osoby pracowały z domu. Musieliśmy w związku z tym położyć większy nacisk na organizację zdalnej obsługi klienta i komunikacji między nami. Od strony systemów informatycznych nie było z tym problemu właśnie dzięki temu, że większość z wykorzystywanych przez nas aplikacji to aplikacje webowe. Sale, które do tej pory były przeznaczone do spotkań i szkoleń dostosowaliśmy do telekonferencji. Możemy dzięki temu w lepszych warunkach prowadzić spotkania, szkolenia, webinaria i konferencje na odległość. Przygotowaliśmy więcej materiałów multimedialnych, które w pewnym stopniu mogą zastąpić prowadzone przez nas szkolenia. W biurach wprowadziliśmy odpowiednie zabezpieczenia oraz preparaty do dezynfekcji i zmieniliśmy procedury, tak żeby zminimalizować ryzyko zakażenia. Oczywiście nic nie zastąpi osobistych spotkań z klientami i współpracownikami, dlatego stopniowo wracamy do pracy w biurze. Cały czas obserwujemy sytuację i dostosowujemy nasze zachowanie do rzeczywistości epidemicznej. Pewnie jak większość osób chcielibyśmy, żeby sytuacja jak najszybciej wróciła do normy.

Regularnie jesteście obecni na wiodących wydarzeniach targowych związanych z szeroko pojętą automatyką. W związku z pandemią wiele z nich zostało odwołanych, a część firm postawiła na organizację własnych „wirtualnych targów”. Czy sądzicie, że ta forma może pozostać z nami na dłużej?

Udział w targach przynosi firmie duże korzyści. Przede wszystkim jest to doskonałe źródło informacji o rynku oraz okazja do wymiany opinii z klientami i ludźmi z branży. Uczestnictwo w tego typu wydarzeniach pomaga zbudować relacje partnerskie i pozwala na zaprezentowanie nowości produktowych. Istotny jest tutaj kontakt bezpośredni – możliwość spotkania oraz przeprowadzenia dłuższej rozmowy. Dlatego naszym zdaniem targi wirtualne nie wyeliminują tradycyjnych imprez targowych. Klienci wolą dotknąć produktu, obejrzeć go na żywo i wymienić swoje spostrzeżenia. Wirtualne targi sprawdzą się jako dodatkowa forma kontaktu, ale na pewno nie mogą być jedyną formą budowania współpracy.

dr Sławomir Bydoń

Absolwent Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Robotyki (Katedra Automatyzacji Procesów) Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie. W 2006 r. otrzymał stopień naukowy doktora nauk technicznych. Autor wielu publikacji w czasopismach naukowych oraz patentów z dziedziny automatyki i mechaniki. Kierownik projektów badawczo-wdrożeniowych z obszaru szeroko pojętej robotyzacji realizowanych w ramach Funduszy Europejskich w firmie Multiprojekt Automatyka Sp. z o.o., której jest współzałożycielem i prezesem zarządu. Od 2016 r. jest członkiem Rady Społecznej Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Robotyki AGH w Krakowie.

dr Grzegorz Góral

Ukończył studia inżyniersko-magisterskie na kierunku Mechatronika na Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie. W 2007 r. otrzymał stopień naukowy doktora nauk technicznych. Współautor kilkudziesięciu wdrożeń przemysłowych oraz publikacji naukowych w czasopismach krajowych i zagranicznych. Kierownik projektów badawczo-wdrożeniowych w ramach Funduszy Europejskich w firmie Multiprojekt Automatyka Sp. z o.o., której jest wiceprezesem i współwłaścicielem. Od 2016 r. jest członkiem Rady Społecznej Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Robotyki AGH w Krakowie.

source: Automatyka 9/2020