33 жилийн туршлагатай Хувийн зориулалттай нэгдсэн гидравлик-фотоник ухаалаг, дижитал, автоматжуулсан тоног төхөөрөмж

33 жилийн турш хидравлик цилиндрийн шинэчлэл: Механик системээс ухаалаг интеграц хүртэл

Механик гидравлик системээс ухаалаг, хариу үйлдэлтэй систем рүү

Тухайн үед хидравлик цилиндрүүд нь нэг адил ажилладаг байсан. Бид бүгд мэддэг буудлууд, цонхнуудыг ашиглан шугамтай хүч үүсгэхэд жирийн шилжилтийн механик ашигладаг байсан. Үйлдвэрлэгчид эдгээр системд дижитал хяналтын системтэй хамт IoT мэдрэгч нэмж эхэлснээр байдал өөрчлөгдөж эхэлсэн. Гэнэт ажилчид машин механизмын өөр өөр хэсгүүдийн хөдөлгөөнийг зохицуулж, даралтыг бодит цаг хугацаанд тохируулж чадсан. Хамгийн сүүлийн үеийн холбогдсон гидравлик нь ямар үед засвар үйлчилгээ шаардлагатай болохыг урьдчилан таамаглаж, ачаалал өөр өөр нөхцөлд автомат хандах боломжтой. ИФПС-ийн сүүлийн үеийн мэдээллээр (2023) ийм төрлийн ухаалаг систем алдааг 35 орчим хувиар бууруулдаг байна. Эдгээр орчин үеийн нэгжүүдийн доторх алгоритмүүд нь усан бодисын илэн дагшин байдлын түвшинг, эд ангиудын хоцрогдлыг байнга шалгаж байдаг. Захиалгаа хийхэд ямар нэгэн зүйл эвдэрсэн болтугай гэж хүлээхээс илүү, засвар үйлчилгээний баг урьдчилан сэрэмжлүүлж, гүйцэтгэлийг сайжруулж чаддаг. Бид энд харж байгаа нь цахим технологи нь аж үйлдвэрийн тоног төхөөрөмжийн загварыг дахин хэлбэрлүүлж, хуучин сургуулийн механик хүч чадалтай шинэ урсгалын компьютерийн тооцоог хольж, илүү сайн үр дүнг олж байгаагийн нэг жишээ юм.

Товчхон байдал, хяналтыг сайжруулахын тулд электро-гидравлик интеграцийн гол үе шатыг

Электро-гидравлик интеграци нь гурван том дэвшилтэд хүрсэн:

• Серво клапын хувьсгал (1990-аад) : 0.1%-ийн дугаартай тэнцвэрийн давхаргын хяналт ашигласан
• Дижитал эргэн ирүүлэх систем (2000-аад) : Магнитын талбайн мэдрэгчээр дамжуулан хаалттай эргэлтийн байршлыг тогтоох
• Нэмгэнлэгдсэн микро процессор (2010-аад) : CAN шилжих протоколын тусламжтайгаар програмчлагдах даралтын урсгалыг зөвшөөрсөн
  Өргөтгөлийн аль ч нь эрчим хүчний хог хаягдлыг бууруулж, хяналтын нарийвчлал сайжирсан. Орчин үеийн цахилгаан гидравлик цилиндрүүд нь одоо микроны түвшинд давтагдах чадвартай болж байна. Эдгээр шинэчлэл нь цахилгаан дохио нь механик бүтээлийг шууд удирдах тоног төхөөрөмжийн дохионоос хидравликийн захиргааны сүлжээг тогтсон.

Орчин үеийн гидравлик цилиндрийн загварын салбарт 30 жилийн турш инженерчлэлийн мэргэшлийн гүйцэтгэсэн үүрэг

Сүүлийн 30 жилийн хугацаанд инженерүүд гидравлик системд тулгамдсан маш хүнд асуудлыг шийдсэн. Даралт хэт их болж, цохилтууд эвдэж, буудлын шилүүд цаг хугацаа өнгөрөх тусам халдварлаж, эд ангиуд нь байнга сүрдэхээс болж хуурайшихад тооцогдох. Эдгээр туршлага нь орчин үеийн загваруудад хэрхэн ханддаг талаар тодорхойлосон. Оюуны хиймэл ухаан маш чухал үүрэг гүйцэтгэж байгаатай холбоотойгоор дизайнерууд багаж хэрэгслийг илүү хөнгөн, гэхдээ хийх шаардлагатай зүйлээ хийхэд хангалттай хүчтэй болгоход тохируулж болно. Металлургийн салбарт ч тодорхой дэвшил гарсан. Тэд нэг хавтгайд 10,000 фунт хүрэх даралтыг даван туулж чаддаг тусгай зэсгүй зэсний стержүүдийг бүтээжээ. Эдгээр дэвшил нь манай тоног төхөөрөмж ихэнх хүмүүс болмооргүй газарт ч найдвартай ажилладаг гэсэн үг юм. Арктикийн мөсөн талбай дээр машин механизм ашиглах, эсвэл чулуун бутлуурын үйлдвэрт хэт халуун металлтай ажиллах. Өмнө нь энэ бүх зүйл хуучин гидравлик технологиор боломжгүй байсан. Бид туршилтын үр дүнд суралцсан зүйлсийг усны зан үйлийн компьютерт хийсэн дүрслэлтэй хослуулж үйлдвэрлэгчид хэрэглээний онцлог шаардлагуудад тусгайлан тохируулсан шийдлийг бий болгож байна.

Электро-гидравлик, фотоник интеграци: Оюун ухаантай, нарийвчлалтай гидравлик цилиндрийн нэгжүүдийг бий болгох

Гидравлик цилиндрийн системийн электро-гидравлик хөдөлгөөнд орсон шинжлэх ухаан

Электро-гидравлик систем нь гидравлик системийн хүчтэй хүчнийг цахилгаан хэрэгслийн сайн удирдлагаар хослуулдаг. Үйлдвэрлэгчид хуучин гар сэлбэгүүдийг цахилгаан хөдөлгөөнт болон ухаалаг удирдагчтай солиход өмнө нь боломжгүй байсан хөдөлгөөний нарийвчлалтай болно. Эдгээр системүүд нь цахим дохио боловсруулагчдыг ашиглан одоо юу болж байгаагаас шалтгаалан усан шугамны урсгалыг байнга өөрчлөх, энэ нь машин хүчнийг илүү хариуцлагатайгаар өөрчилж чадна гэсэн үг юм. 2025 он хүртэлх аж үйлдвэрийн мэдээлэлд сүүлийн үеийн судалгаагаар эдгээр нэгдсэн системүүд нь эрчим хүчний хэрэглээг 18-27 хувиар бууруулж, хамгийн их шидэлтийн хүчин чадлыг золиослоогүй байна. Бид одоо харж байгаа нь аж үйлдвэрийн 4.0-ийн орчинд бүрэн шинэ үеийн гидравлик хөдөлгөөнчүүд бөгөөд олон салбарт ухаалаг үйлдвэрийн автоматжуулалтын боломжийг нээж байна.

Бодит цаг хугацааны эргэн ирц, дохионы синхронжуулалтын зориулалттай фотоны мэдрэгчүүдийг нэгтгэх

Электр сигналд итгэхээсээ илүү фотоны мэдрэгч нь байрлал, даралтын өөрчлөлтийг олж мэдэхэд гэрэлтэй ажилладаг. Энэ нь олон аж үйлдвэрийн орчинд тохиолддог цахилгаан магнитын саад бэрхшээлтэй тэмцэхэд маш сайн байдаг. Нүүрсний тоосны даатгуурын мэдрэгчүүд бол цилиндрийн ханадад байрлуулж, микроны хэмжээний хөдөлгөөнийг олж авах боломжтой. Тэд удирдлагын системтэй маш хурдан уялдаатай, хагас милли секундын хариу үйлдлийн цаг. Бүх систем нь фотонууд болон электроник хооронд хариу үйлдлийн бүлэг үүсгэж, хөдөлгөгч нь хэрхэн хариулахыг тогтмол тохируулдаг. Энэ юу гэсэн үг вэ? Цаашид байрлал асарч явдаг асуудал байхгүй, дүйцүүлэн хөдөлгөөнтэй үед ч гэсэн плюс эсвэл минус 0.02 мм-ийн далд байдлыг давтаж болно. Гэрэл дээр суурилсан харилцааны талаар ч мартаж болохгүй. Энэ нь нарийн төвөгтэй машин дээр бүх зүйлийг олон цилиндрээр зөв байрлуулж, үйл ажиллагааны үеэр янз бүрийн хэсгүүд хоорондоо хэрхэн зохицуулагддаг талаар тодорхой сайжруулдаг.

Мэдээллийн цэг: Электро гидравлик арчилгааны дараа хяналтын үнэн зөв байдлыг 40% -иар нэмэгдүүлнэ

Стандарт гидравлик цилиндрүүд нь электро-гидравлик клап болон фотоны эргэн ирүүлэх системээр шинэчлэгдэж, үйлдвэрлэгчид үйлдвэрлэлийн талбайд бодит ашиг тусыг олж байна. Энэхүү өөрчлөлтийг хийсэн үйлдвэрүүд нь үйл ажиллагааныхаа үеэр байршлын зөв байдлыг 40%-иар сайжруулдаг. Жишээ нь, нэг автомашины монтаж үйлдвэрийн шугамд тэд багаж хэрэгслийг шинэчлэх үедээ 1.8 мм-ээс 0.7 мм-д хүрсэн. Энэ нь үйлдвэрлэлээ зогсоосон алдаатай бүтээгдэхүүний тоог 31 хувиар бууруулсан байна. Товчтой байдлыг сайжруулсан нь ажилчид алдааг засварлахдаа бага цаг зарцуулж, бараа үйлдвэрлэхэд илүү цаг зарцуулдаг гэсэн үг юм. Өнгөрсөн онд шинэчлэл хийлгэсэн 47 үйлдвэрлэлийн цонхноос ихэнх нь бүтээмж дунджаар 22% өссөн байна. Ийм үр дүн нь олон үйлдвэрлэл эрхлэгч компаниуд өрсөлдөх чадвартай байхын тулд хөрөнгө оруулалтыг үнэлэхүйц болгодог.

Интегралсан гидравлик-фотоник системүүдийн бодит хэрэглээ

• Товчхон хэвтэх ажил : Фотосинхрончлогдсон хүчдэлийн профиль нь металлын хэлбэржилтийн үеэр микро тохируулгыг боломжуулж, буцалтгүй алдааг арилгадаг
• Агаарын сансрын туршилтын тоног төхөөрөмж : Фотоны үндсэн даралт хэмжих электрогидравлик цилиндрүүд нь нислэгийн симуляцийн ачаалалтай хөлгийн ядаргааг баталгаажуулдаг
• Гар утасны робототехник : Оптикийн шилтэй компакт гидравлик хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт нь дасан зохицох хүчдэлийг хянах чадвартай
• Эрчим хүчний дэд бүтэц : Турбины системд байдаг бие даан хяналт тавьдаг гидравлик клапан нь алдаа гарахаас өмнө засварын анхааруулга өгдөг
  Фотоник мэдрэгчдийн өргөн үйл ажиллагааны цар хүрээ (40 °C-ээс +300 °C-т) нь уламжлалт электроник хэрэгсэл бүтэлгүйтсэн чулуун үйлдвэр, криоген орчинд ашиглах боломжийг олгодог.

IoT болон өгөгдлийн түлшээр ажилладаг гидравлик: Бодит цаг хугацааны хяналт-шинжилгээ, урьдчилан таамаглах үйлчилгээ

Ажиллах нөхцөлд үндэслэсэн засварын тулд IoT-ээр хангагдсан гидравлик цилиндрийн хяналт

Нэмсэн мэдрэгч нь даралт, температур, сүрдэл, цогцолборын бүрэн бүтэн байдлыг тасралтгүй хянаж, нөхцөлд суурилсан засварыг боломжуулдаг. 24/7 хяналт-шинжилгээний тусламжтайгаар шаардлагатай үед л оролцох боломжтой бөгөөд автоматжуулсан аж үйлдвэрийн орчинд төлөвлөсөнгүй зогсонги цаг хугацааг 45% хүртэл бууруулдаг. Энэ арга нь тоног төхөөрөмжийн амьдралыг урт болгож, өндөр даралтын хэрэглээний үед гамшгийн алдааг урьдчилан сэргийлнэ.

Бодит цаг хугацааны мэдээллийн шинжилгээг хөтлөх системийн оптималжуулалт, ашиглалтын цаг

IoT мэдрэгчүүдийн өгөгдлийг гүйцэтгэлийн зөрчил - тухайлбал дотоод цуцлалыг илтгэгч даралтын бууралт - илрүүлж, хиймэл оюун ухааны түлхүүртэй оношлогоог эхлүүлэх шинжилгээний платформ руу дамжуулдаг. Эдгээр системүүд нь бодит цаг үед зохицуулалтын арга хэмжээг зөвлөж, гидравлик хүчин чадлыг нийтдээ 30% хүртэл сайжруулж, үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааны цаг хугацааг хамгийн ихээр нэмэгдүүлнэ.

Хуучин хидравликийн системд мэдээллийн аюулгүй байдлыг холбогдлоор тэнцвэржүүлэх

Холбоотой байдал урьдчилан таамаглах засварыг боломжуулдаг ч гидравлик системийг кибер аюулгүй байдлын аюул заналдлагад илгээдэг. Аж үйлдвэрийн тайланг нь үйл ажиллагааны мэдээллийн хүртээмжтэй байдал болон аюулгүй протоколын зохицуулалтын шаардлагуудын хооронд тулгамдсан байдлыг онцолж байна. Эрсдлийг шийдвэрлэхэд төгсгөлөөс төгсгөл хүртэл шифрлах, агаарын хаалттай хамгаалах хяналт зэрэг бат бөх арга хэмжээ нь одоо стандарт болсон.

Аюулгүй байдлын ач холбогдол бүхий функцүүд нь сүлжээний нэвтрүүлгийг өргөжүүлснээс үл хамааран аюулгүй хэвээр байхын тулд нөлөөгүй найдвартай архитектурыг улам бүр хэрэглэж байна.

Автоматжуулалт, аюулгүй байдал: Ухаалаг гидравлик тоног төхөөрөмжөөр үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлэх

Хидравлик үйлдвэрийн үйл ажиллагааг автоматжуулах замаар хүний алдааг бууруулах

Автоматжуулалт нь гидравлик үйлдвэрийн хүний оролцоог бууруулж, клавтын дарааллын зэрэг нарийвчлалтай ажиллагаанд алдааг 37% хүртэл бууруулдаг (Ponemon 2023). Програмчлагдах логикийн хяналт нь тогтвортой гүйцэтгэлийг хангаж, калибрлах урвалт, буруу байршуулалг арилгадаг. Жишээ нь, даралтыг автоматжуулсан зохицуулалт нь цилиндрийн хэт их өргөтгөлийг сэргийлж, тоног төхөөрөмж, ажилчдыг хамгаалдаг.

Аюулгүй байдлыг сайжруулах, ачааны ухаалаг мэдрэмж, даралтын даралтыг зохицуулах

Ухаалаг ачааны мэдрэмж нь даралтын даралтын хяналттай хослуулж аюулгүй ажлын нөхцөл байдлыг бий болгоход тусалдаг. Энэ нь далайн далайд газрын тосны олборлолтын зэрэг аюултай салбарт маш чухал юм. Эдгээр платформ дээр гидравлик систем бүтэлгүйтсэн тохиолдолд компаниуд үйл ажиллагаа нь зогсож, нэг цаг тутамд 1.2 сая ам.долларын алдагдалд өртдөг. Мэдээжүүлэгчид нь даралтын байдал маш хүндэрэхээс өмнө давцыг ихэсгэх зэрэг ер бусын дүрмүүдийг илрүүлж, дараа нь нэмэлт даралтыг автоматжуулахын тулд тайван дулаан хийсийг хөдөлгөөнд оруулдаг. Эрчим хүчний аюулгүй байдлын 2023 оны тайлангийн салбарын сүүлийн үеийн мэдээллээр энэ төрлийн эртэвч интервенц нь утасны урсалт бараг хагастай буурч, гамшгийн алдааг урьдчилан сэргийлэх хамгийн үр дүнтэй аюулгүй байдлын арга хэмжээний нэг болж байна.

Тенденц: Үйлдвэрлэл, ухаалаг үйлдвэрлэлийн салбарт бие даасан гидравлик тоног төхөөрөмжийн өсөлт

Жичгийн судалгаа: Автомат үйлдвэрлэлийн шугаманд зориулагдсан нэгдсэн гидравлик

Нэгдүгээр шатны автомашины ханган нийлүүлэгч нь шассины хайлууртын шугамд нь хаалттай бүлэг байрлалын хариу өгөгдлийг бүхий мэдрэгчээр хөдөлгөөнтэй гидравлик хөдөлгөөнчүүдийг ашигласан. Шинэчлэлт нь хүний оролцоог 89 хувиар бууруулж, микроны түвшинд тохируулалтын үнэн зөв байдлыг олж, үнэтэй нөхөн боловсруулалтыг арилгаж, жилд 580,000 долларын хэмнэлтийг авчирсан.

Түгээмэл асуулт

Ухаалаг гидравлик систем гэж юу вэ?

Ухаалаг гидравлик системүүд нь IoT мэдрэгч, дижитал хяналтын системүүдийг нэгтгэн бодит цаг үеийн даралтыг зохицуулах, хөдөлгөөнийг синхронжуулах, засварын хэрэгцээг урьдчилан таамаглах, ачааллын нөхцөлд автомат хандах боломжтой.

Электро-гидравлик интеграцид хэрхэн нарийвчлал сайжирдаг вэ?

Электро-гидравлик интеграци нь удирдлагын нарийвчлалтай байдлыг сайжруулж, микро процессор, серво клаптайгаар програмчлагдах даралтын урвалыг хангаж, хаалттай бүлэгт байршуулах боломжийг олгодог эрчим хүчний хог хаягдлыг бууруулдаг.

Нийт галт тэрэгний системд фотоны мэдрэгч яагаад ашигтай вэ?

Гэрлийн өөрчлөлтийг дагах гэрлийг ашигладаг фотоник мэдрэгч нь цахилгаан магнитын саад бэрхшээлийг багасгаж, байрлал, даралтын эргэн иргэний хангамжийг сайжруулж, тохиргоо, машины зохицуулалтыг сайжруулдаг.

IoT нь гидравлик цилиндрийн засварт хэрхэн тусалдаг вэ?

IoT мэдрэгч нь гидравлик цилиндрийн нөхцөл байдлыг тасралтгүй хянаж, даралт, температур, цогцолборын бүрэн бүтэн байдлыг хянах замаар нөхцөлд тулгуурласан засвар үйлчилгээг явуулж, төлөвлөсөнгүй зогсонги хугацааг бууруулдаг.

Ухаалаг гидравлик системийн холбогдлын зарим бэрхшээл юу вэ?

Ухаалаг гидравлик системүүдийн холбогдлого нь тэдгээрийг кибер аюулгүй байдлын аюул заналхийллийн өмнө тавиж, мэдээллийн аюулгүй байдлыг хангахын тулд шифрлалт, олон хүчин зүйлтэй баталгаажуулалт, нөлөөгүй найдвартай архитектур зэрэг бат бөх арга хэмжээг шаарддаг.