在工業自動化時代提高產品質量和安全性

過去兩年，工業自動化 (IA) 技術在創新方面取得了巨大飛躍。專家估計工業自動化將達到3000億美元以上到 2027 年的收入增長，并將其增長的大部分歸功于技術進步，例如檢測微量元素。多個不同行業的制造業發展迅速，其中許多行業都受到嚴格的安全和質量法規的約束，例如汽車、電子、醫療和家居產品。機器人技術、工業物聯網 (IIoT)、人工智能 (AI) 和可編程邏輯控制器 (PLC) 的集成正在推動這一巨大飛躍。在此博客中，我們探討了如何在不同的制造場景中采用工業自動化技術的創新來縮短周期時間、提供一致的產品質量并降低工人面臨的風險。

工業自動化的類型

工業自動化使用機器在制造環境中執行重復性任務。這些任務可能包括對人類工人構成風險的任務，例如舉起重物、處理危險材料或在極端溫度下工作。一旦流程自動完成任務，工業自動化技術的組合就會使用邏輯和編程來引導機器和機器人在幾乎不需要人工干預的情況下更快、更高效地運行或執行任務。讓我們探討如何在不同的制造場景中部署工業自動化技術。

機器人過程自動化

機器人流程自動化專注于自動化最普通的基于計算機的任務和流程。它結合使用計算機視覺和機器學習來自動執行這些重復的、大批量的任務，這些任務對人類工作者來說可能是單調的。這種機器人流程使員工能夠從事機器人無法復制或處理的更多動態工作，因為這些任務不包含每次都遵循的一組預定義規則或信號。

固定自動化

硬性或固定自動化適用于需要快速周轉的重復性生產。在固定的自動化生產設施中，所有的生產設備都需要重新編程，甚至需要移動以適應產品風格的變化。將所有東西固定到位的優點是產品生產速度非常快，無需太多人為干預即可實現成本效益和一致性。

可編程自動化

當可以應用各種不同的定制時，使用可編程自動化。根據設備重新編程的程度，每個生產批次運行之間可能略有不同或很大。數控機床是可編程自動化的一個很好的例子。機床由計算機程序控制，其中編程了不同的產品樣式，供工人選擇。在最簡單的運行中，工人可以選擇產品樣式以及生產運行的時間。

軟自動化

軟自動化具有內置的靈活性，因此可以根據消費者的需要或要求快速輕松地更改生產運行。軟自動化機器通過計算機界面進行編程，以創建用于中低生產運行的定制產品。軟靈活的自動化可以減少運行之間的停機時間，因為更改是通過計算機重新編程而不是更改設備或其他硬件發生的。

工業自動化：一致、可靠和安全

一致的產品質量是工業自動化可以提供的一項重要優勢。機器人或機器可以精確地執行重復性任務并提供相同質量的結果。此外，定期進行設備監控和檢查并制定預測性維護策略的自動化工廠會從減少制造停機時間、提高生產率、改進產品周期時間和降低事故風險中顯著受益。通過實施這些維護措施，工廠工人可以自由地進行質量檢查，以確保一切順利進行。但這種水平的工業自動化依賴于大量互連才能正常運行。TE Connectivity 的 AMPMODU 1.0mm 和 2.00mm 中心線互連系統（圖 1) 提供雙梁觸點設計，即使在最惡劣的沖擊和振動環境中也能提供可靠、安全的電氣連接。這些連接器非常適合多種工業應用，包括 PLC、控制面板、機器人、儀器儀表和測試設備。

圖 1：TE Connectivity 的 AMPMODU 1.0mm 中心線互連系統采用雙梁觸點設計，可確保在經歷沖擊和振動的環境中實現高度可靠的電氣連接。（來源：貿澤電子）

工業 4.0 協作機器人 (cobots) 旨在與工人一起在定義的空間內操作。協作機器人可以通過消除制造過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運動的壓力來幫助工人。這種機器人和人類在生產過程中同時執行任務的工廠運營水平有助于防止工人出現肌肉和骨骼問題。協作機器人需要配備視覺指示，以告知工人機器人何時處于協作操作狀態。他們還需要具有主動速度和間隔監控，以及功率和力限制功能，以幫助確保工人的安全。要設計這種級別的受保護工作空間，工程師需要堅固、可靠、緊湊、并提供設計靈活性。這TE Connectivity D-2970 動態系列 PCB 連接器（圖 2）提供了這一切以及更多。這些連接器有一個中心鎖定桿，可提供聲音和觸覺插配反饋，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工業自動化應用。

圖 2：TE Connectivity D-2970 動態系列 PCB 連接器包括安全功能，可在連接或斷開設備時保護工人。（來源：貿澤電子）

結論

IIoT、機器人技術和 AI 的集成等工業自動化技術的現代進步已導致廣泛垂直市場的制造產出大幅增加，為制造公司轉化為數十億美元的收入。這種工業自動化改進的融合增加了制造正常運行時間，提高了產品質量，并擴大了工人的安全。它還為制造公司提供了靈活性，可以在不影響產品質量的情況下利用較小的生產運行。今天，一致、可靠和安全的工業自動化在生產優質產品的同時與需求保持同步，從而使客戶滿意。

審核編輯黃昊宇