在工業(yè)自動(dòng)化時(shí)代提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性

過(guò)去兩年，工業(yè)自動(dòng)化 (IA) 技術(shù)在創(chuàng)新方面取得了巨大飛躍。專家估計(jì)工業(yè)自動(dòng)化將達(dá)到3000億美元以上到 2027 年的收入增長(zhǎng)，并將其增長(zhǎng)的大部分歸功于技術(shù)進(jìn)步，例如檢測(cè)微量元素。多個(gè)不同行業(yè)的制造業(yè)發(fā)展迅速，其中許多行業(yè)都受到嚴(yán)格的安全和質(zhì)量法規(guī)的約束，例如汽車、電子、醫(yī)療和家居產(chǎn)品。機(jī)器人技術(shù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT)、人工智能 (AI) 和可編程邏輯控制器 (PLC) 的集成正在推動(dòng)這一巨大飛躍。在此博客中，我們探討了如何在不同的制造場(chǎng)景中采用工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新來(lái)縮短周期時(shí)間、提供一致的產(chǎn)品質(zhì)量并降低工人面臨的風(fēng)險(xiǎn)。

工業(yè)自動(dòng)化的類型

工業(yè)自動(dòng)化使用機(jī)器在制造環(huán)境中執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)。這些任務(wù)可能包括對(duì)人類工人構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù)，例如舉起重物、處理危險(xiǎn)材料或在極端溫度下工作。一旦流程自動(dòng)完成任務(wù)，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的組合就會(huì)使用邏輯和編程來(lái)引導(dǎo)機(jī)器和機(jī)器人在幾乎不需要人工干預(yù)的情況下更快、更高效地運(yùn)行或執(zhí)行任務(wù)。讓我們探討如何在不同的制造場(chǎng)景中部署工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)。

機(jī)器人過(guò)程自動(dòng)化

機(jī)器人流程自動(dòng)化專注于自動(dòng)化最普通的基于計(jì)算機(jī)的任務(wù)和流程。它結(jié)合使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)自動(dòng)執(zhí)行這些重復(fù)的、大批量的任務(wù)，這些任務(wù)對(duì)人類工作者來(lái)說(shuō)可能是單調(diào)的。這種機(jī)器人流程使員工能夠從事機(jī)器人無(wú)法復(fù)制或處理的更多動(dòng)態(tài)工作，因?yàn)檫@些任務(wù)不包含每次都遵循的一組預(yù)定義規(guī)則或信號(hào)。

固定自動(dòng)化

硬性或固定自動(dòng)化適用于需要快速周轉(zhuǎn)的重復(fù)性生產(chǎn)。在固定的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)施中，所有的生產(chǎn)設(shè)備都需要重新編程，甚至需要移動(dòng)以適應(yīng)產(chǎn)品風(fēng)格的變化。將所有東西固定到位的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品生產(chǎn)速度非常快，無(wú)需太多人為干預(yù)即可實(shí)現(xiàn)成本效益和一致性。

可編程自動(dòng)化

當(dāng)可以應(yīng)用各種不同的定制時(shí)，使用可編程自動(dòng)化。根據(jù)設(shè)備重新編程的程度，每個(gè)生產(chǎn)批次運(yùn)行之間可能略有不同或很大。數(shù)控機(jī)床是可編程自動(dòng)化的一個(gè)很好的例子。機(jī)床由計(jì)算機(jī)程序控制，其中編程了不同的產(chǎn)品樣式，供工人選擇。在最簡(jiǎn)單的運(yùn)行中，工人可以選擇產(chǎn)品樣式以及生產(chǎn)運(yùn)行的時(shí)間。

軟自動(dòng)化

軟自動(dòng)化具有內(nèi)置的靈活性，因此可以根據(jù)消費(fèi)者的需要或要求快速輕松地更改生產(chǎn)運(yùn)行。軟自動(dòng)化機(jī)器通過(guò)計(jì)算機(jī)界面進(jìn)行編程，以創(chuàng)建用于中低生產(chǎn)運(yùn)行的定制產(chǎn)品。軟靈活的自動(dòng)化可以減少運(yùn)行之間的停機(jī)時(shí)間，因?yàn)楦氖峭ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)重新編程而不是更改設(shè)備或其他硬件發(fā)生的。

工業(yè)自動(dòng)化：一致、可靠和安全

一致的產(chǎn)品質(zhì)量是工業(yè)自動(dòng)化可以提供的一項(xiàng)重要優(yōu)勢(shì)。機(jī)器人或機(jī)器可以精確地執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)并提供相同質(zhì)量的結(jié)果。此外，定期進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控和檢查并制定預(yù)測(cè)性維護(hù)策略的自動(dòng)化工廠會(huì)從減少制造停機(jī)時(shí)間、提高生產(chǎn)率、改進(jìn)產(chǎn)品周期時(shí)間和降低事故風(fēng)險(xiǎn)中顯著受益。通過(guò)實(shí)施這些維護(hù)措施，工廠工人可以自由地進(jìn)行質(zhì)量檢查，以確保一切順利進(jìn)行。但這種水平的工業(yè)自動(dòng)化依賴于大量互連才能正常運(yùn)行。TE Connectivity 的 AMPMODU 1.0mm 和 2.00mm 中心線互連系統(tǒng)（圖 1) 提供雙梁觸點(diǎn)設(shè)計(jì)，即使在最惡劣的沖擊和振動(dòng)環(huán)境中也能提供可靠、安全的電氣連接。這些連接器非常適合多種工業(yè)應(yīng)用，包括 PLC、控制面板、機(jī)器人、儀器儀表和測(cè)試設(shè)備。

圖 1：TE Connectivity 的 AMPMODU 1.0mm 中心線互連系統(tǒng)采用雙梁觸點(diǎn)設(shè)計(jì)，可確保在經(jīng)歷沖擊和振動(dòng)的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高度可靠的電氣連接。（來(lái)源：貿(mào)澤電子）

工業(yè) 4.0 協(xié)作機(jī)器人 (cobots) 旨在與工人一起在定義的空間內(nèi)操作。協(xié)作機(jī)器人可以通過(guò)消除制造過(guò)程中每次都需要以相同方式切割、定位或處理材料的部分重復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓力來(lái)幫助工人。這種機(jī)器人和人類在生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)執(zhí)行任務(wù)的工廠運(yùn)營(yíng)水平有助于防止工人出現(xiàn)肌肉和骨骼問(wèn)題。協(xié)作機(jī)器人需要配備視覺(jué)指示，以告知工人機(jī)器人何時(shí)處于協(xié)作操作狀態(tài)。他們還需要具有主動(dòng)速度和間隔監(jiān)控，以及功率和力限制功能，以幫助確保工人的安全。要設(shè)計(jì)這種級(jí)別的受保護(hù)工作空間，工程師需要堅(jiān)固、可靠、緊湊、并提供設(shè)計(jì)靈活性。這TE Connectivity D-2970 動(dòng)態(tài)系列 PCB 連接器（圖 2）提供了這一切以及更多。這些連接器有一個(gè)中心鎖定桿，可提供聲音和觸覺(jué)插配反饋，以確保安全插配和較低的插入力，使用戶可以在不傷到指尖的情況下松開(kāi)電線。IP20“手指安全”外殼還可防止操作員意外接觸帶電組件。這些連接器旨在處理大多數(shù)工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用。

圖 2：TE Connectivity D-2970 動(dòng)態(tài)系列 PCB 連接器包括安全功能，可在連接或斷開(kāi)設(shè)備時(shí)保護(hù)工人。（來(lái)源：貿(mào)澤電子）

結(jié)論

IIoT、機(jī)器人技術(shù)和 AI 的集成等工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)代進(jìn)步已導(dǎo)致廣泛垂直市場(chǎng)的制造產(chǎn)出大幅增加，為制造公司轉(zhuǎn)化為數(shù)十億美元的收入。這種工業(yè)自動(dòng)化改進(jìn)的融合增加了制造正常運(yùn)行時(shí)間，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，并擴(kuò)大了工人的安全。它還為制造公司提供了靈活性，可以在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況下利用較小的生產(chǎn)運(yùn)行。今天，一致、可靠和安全的工業(yè)自動(dòng)化在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的同時(shí)與需求保持同步，從而使客戶滿意。

審核編輯黃昊宇