Определение положения обеспечивает интеллектуальное производство...

Концепция умного производства существует уже некоторое время. По сути, его цель — сделать процессы более эффективными и адаптируемыми к меняющимся потребностям рынка. Все это достигается при сохранении высокого качества продукции, безопасности труда и бесперебойной работы оборудования. Определение положения играет ключевую роль в достижении этого.

Делая производственное предприятие или процесс более интеллектуальным, ожидания клиентов также удовлетворяются быстрее. Это может включать в себя создание более индивидуальных продуктов, отвечающих конкретным потребностям, производство которых в противном случае было бы неэффективным или невыгодным. В высококонкурентных секторах наличие более разумного и гибкого мышления может стать решающим фактором, позволяющим оставаться впереди или отставать от кривой. Но когда дело доходит до применения умных методологий на уровне производства, какие технологии доступны?

Определение положения является важнейшим элементом многих более интеллектуальных производственных процессов, особенно с учетом автоматизации производства. Такие задачи, как захват и сборка продукта, требуют, чтобы оборудование очень точно знало свое положение для точного перемещения — информация, которую можно получить с помощью датчиков положения. В зависимости от типа эти датчики могут определять положение объекта либо напрямую, определяя его абсолютное местоположение, либо косвенно, измеряя его относительное смещение.

Одним из распространенных примеров является индуктивный датчик положения. Опираясь на принципы электромагнитной индукции, эти датчики положения позволяют бесконтактно обнаруживать металлические объекты. Проводящие цели вызывают возмущения в магнитном поле, которые фиксируются чувствительным элементом. Поскольку на магнитное поле влияют только металлические объекты, индуктивное определение положения нельзя использовать для обнаружения неметаллов, таких как пластик. Но положительным моментом является то, что на датчик меньше влияет скопление пыли или грязи, поскольку они не влияют на магнитное поле. Это делает их идеальными для работы в более загрязненных промышленных условиях.

Другой тип — оптический энкодер положения. Обычно они состоят из светодиода и фотодетектора с оптическим диском или шкалой в зависимости от того, измеряет ли энкодер линейное или вращательное смещение. Оптические энкодеры могут работать с высоким разрешением, что делает их идеальными для приложений, где важна высокая точность, таких как станки с ЧПУ.

Когда фотоны света захватываются фотодетектором, генерируется слабый электрический сигнал. Его необходимо усилить с помощью схемы формирования сигнала перед оцифровкой с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Затем его может получить ЦП или микроконтроллер, который способен рассчитать положение объекта на основе сигнала. Блок обработки способен распознавать такие события, как прохождение контрольных меток, и может немедленно предпринять корректирующие действия в замкнутой системе.

Крайне важно, чтобы процессы восприятия, обработки и оцифровки были на должном уровне. Неисправность или неточность датчика могут привести к неправильному изготовлению продукции, что приведет к падению производительности и непроизводительным затратам материалов и времени.

Когда кодер разрабатывается впервые, он может состоять из готовых дискретных компонентов или интегральных схем (ИС). А для небольших объемов производства это может быть адекватным решением. Но для сенсорной системы, которая превосходит своих конкурентов, предпочтительнее выбрать микросхему специального назначения или ASIC.

ASIC — это просто микросхема, которая была спроектирована и изготовлена ​​с учетом ее конкретного применения. Такой индивидуальный подход к проектированию микросхем приводит к созданию микросхемы, полностью оптимизированной для своей роли, часто с пониженным энергопотреблением и меньшим размером микросхемы, что является дополнительным преимуществом для повышения ее производительности.

Выбор конструкции ASIC также обеспечивает защиту IP, чтобы убедить производителей датчиков в том, что их интеллектуальная собственность не будет доступна конкурентам, что позволяет им быть на шаг впереди. Характер разработки и проектирования пользовательских микросхем также значительно усложняет реверс-инжиниринг, чем стандартную микросхему, предлагая другой уровень защиты.