Meningkatkan Ergonomi Tempat Kerja dengan Aktor Listrik Cerdas

Aktor linier listrik lama memberikan manfaat ergonomis dengan mengotomatisasi tugas yang berulang, kotor, atau berbahaya. Baru-baru ini, integrasi kecerdasan onboard ke dalam aktor listrik telah meningkatkan kontribusi ergonomis mereka ke level baru. Fitur cerdas seperti kontrol motor digital, umpan posisi, sinkronisasi, dan pemantauan real-time membuatnya bahkan lebih mudah untuk menerapkan otomatisasi untuk meningkatkan kenyamanan, keselamatan, dan efisiensi tempat kerja.

Kontrol Motor Digital

Aktor tradisional sering bergantung pada relai besar, tidak efisien daya, atau kontroler independen untuk meluas, menarik, atau menghentikan aktor. Penggunaan elektronik onboard untuk mengelola daya dapat mengurangi arus pada sakontak atau kontak dari 20 A menjadi kurang dari 22 mA, memungkinkan desain sistem yang lebih sederhana dan lebih murah. Operator dapat menjalankan dan mengubah arah aktor dari kontrol sederhana.

Bayangkan ruang kerja di mana pekerja menangani komponen yang berat lebih dari 100 pon dan memerlukan mencapai dan membungkuk sering. Jika meja kerja mereka dikontrol oleh aktor yang dilengkapi dengan sakontak tingkat rendah, setiap pengguna dapat menyesuaikan tingginya ke level yang memerlukan membungkuk atau meregang minimal, mengurangi kelelahan sambil juga meningkatkan produktivitas (Gambar 1).

Sementara perakitan aktor tradisional mungkin memungkinkan penyesuaian tersebut, mereka akan membutuhkan sakontak motor eksternal, yang memerlukan lebih banyak daya dan harus dilakukan secara manual. Dengan mengontrol aliran sirkuit secara elektronik, namun, semua sakontak tersebut tertanam dalam perabot aktor, yang juga memberikan pengaturan yang lebih ramping dan lebih bersih tanpa kabel eksternal.

Otomatisasi sakontak motor juga memiliki manfaat keselamatan. Seorang aktor mengonsumsi antara 20 dan 40 ampere, tergantung pada beban. Meminimalkan paparan terhadap arus ini selama pemasangan dan operasi memungkinkan kontrol ergonomis yang lebih besar, sambil mengurangi risiko bahaya kecurigan dari relai arus tinggi.

Umpan Posisi Digital

Aktor listrik cerdas (Gambar 2) tidak hanya memungkinkan penyesuaian posisi yang halus tetapi juga memberikan umpan balik real-time tentang seberapa jauh penyesuaian tersebut. Mereka dapat melaporkan lokasi beban selama jalan. Dalam contoh meja kerja di Gambar 1, mereka dapat menangkap data lokasi beban dan membandingkannya dengan parameter yang telah ditetapkan untuk memastikan operasi yang konsisten.

Bersama dengan umpan posisi digital datang kemampuan untuk mengukur dan mengontrol kecepatan. Misalkan Anda mengotomatisasi pengangkatan atau penurunan pintu berat yang melindungi mesin tertentu atau membentuk partisi. Mikrokontroler dapat menerima hitungan pulsa dari enkoder dan menghitung jarak perjalanan dan kecepatan berdasarkan jumlah pulsa yang diterima dalam interval waktu yang ditetapkan. Tetap pada contoh pintu berat (Gambar 3), ini akan memungkinkan pengaturan kecepatan untuk melambat saat mencapai akhir jalan, mencegah pintu tertutup dengan keras sebelum operator memiliki waktu untuk membersihkan pembukaan.

Umpan Posisi Analog

Umpan posisi digital adalah salah satu cara termudah untuk mengukur kecepatan aktor tetapi tidak mudah diprogram karena tidak ingat posisi yang dilaporkannya setelah kehilangan daya atau pemadaman. Aktor cerdas yang dilengkapi potensiometer analog, namun, dapat menerima informasi posisi tepat dari potensiometer dalam gearbox aktor, yang mengirim sinyal tegangan yang memperingatkan pengguna tentang kecepatan dan arah drive — dari awal hingga akhir jalan. Mereka mengingat posisi tersebut, jadi jika daya hilang, tidak perlu kembali ke posisi awal dan mengatur ulang perangkat.

Memori posisi yang andal memungkinkan pengembangan aplikasi yang menyimpan pengaturan ergonomis untuk setiap pengguna, memungkinkan ruang kerja disesuaikan untuk beberapa individu berdasarkan faktor seperti tinggi, prosedur yang tersimpan, atau preferensi pengguna.

Sinkronisasi

Manfaat ergonomis aktor listrik cerdas menjadi lebih mencolok saat digunakan dengan beberapa aktor. Anda dapat mengatur aktor untuk menyesuaikan secara otomatis terhadap beban yang berubah. Sebuah aplikasi pemasangan pesawat di lima atau sepuluh pekerja sedang menyelesaikan fuselage, misalnya, mungkin mendukung mereka dengan platform yang harus ditinggikan tinggi di atas tanah.

Saat pekerja bergerak di sekitar platform, beban beralih ke bagian berbeda dari platform, yang menyebabkan potensi ketidakseimbangan. Aktor cerdas yang terletak di berbagai titik di bawah platform (misalnya, satu di setiap sudut) dapat diatur untuk menyesuaikan diri untuk mengkompensasi saat beban beralih selama gerakan aktor sinkron (Gambar 4).

Membuat penyesuaian yang melawan beban yang beralih ini dilakukan dengan kontrol kecepatan dan umpan posisi. Aktor berkomunikasi satu sama lain melalui jaringan internal, membaca kecepatan satu sama lain berdasarkan umpan posisi, dan menyesuaikan sesuai.

Melakukan hal ini dengan umpan digital, namun, menghasilkan langkah yang terputus, yang dapat dihindari oleh para desainer dengan menempatkan posisi dan kecepatan dalam loop umpan dan membuatnya menyesuaikan berdasarkan kecepatan actuasi dan posisi. Ini memberikan manfaat ergonomis yang akan mengangkat beban yang beralih dengan lancar dari beberapa titik, mengkompensasi beban berukuran aneh seperti platform, kursi, dan pintu berat.

Mengontrol beberapa aktor tradisional mungkin tetapi merupakan operasi yang tidak akurat, memakan waktu, dan intensif tenaga kerja yang menambahkan beban pada aktor, yang pada akhirnya mengakibatkan terperangkap atau kegagalan lainnya. Sinkronisasi aktor cerdas menghilangkan tebak-tebakan dan menghasilkan gerakan yang seimbang, lancar, dan terposisi dengan baik.

Pemantauan Real-Time

Aktor listrik cerdas dapat mengembalikan hasil pemantauan berkelanjutan untuk suhu, arus, kecepatan, tegangan, dan variabel lainnya, yang memungkinkan pemantauan kondisi lanjutan, diagnostik, dan penanganan kesalahan. Umpan balik dapat muncul secepat sepuluh kali per detik, karena aktor terus-menerus menguji dirinya sendiri. Jika mendeteksi masalah (misalnya, melebihi ambang suhu), aktor dapat berhenti di tengah jalan atau menyelesaikan gerak yang diprogram — sepenuhnya ditarik atau diperluas — berhenti, dan mengirim bendera kesalahan ke komputer, semuanya dalam waktu singkat.

Umpan balik semacam ini memungkinkan pengguna untuk mundur dari operasi mereka untuk menganalisis pola penggunaan, kecepatan, dan posisi untuk membuat operasi lebih ramah, aman, dan efisien. Ini sangat berharga dalam pengaturan otomatisasi pabrik yang mengintegrasikan beberapa perangkat (Gambar 5). Data yang dikumpulkan mungkin menunjukkan berapa kali stasiun kerja telah ditinggikan dan diturunkan atau berapa kali pintu telah dibuka dan ditutup. Ini dapat dibandingkan dengan riwayat operasi atau praktik terbaik industri untuk meningkatkan desain sel.

Data operasi juga dapat di-crosstabulated dengan laporan cedera, yang dapat menunjukkan kebutuhan akan analisis ergonomis lebih lanjut. Jika aktor yang memosisikan cetakan crimp terus-menerus melaporkan overload, misalnya, itu mungkin menunjukkan tingkat insidensi orang melukai diri sendiri dan dapat mengidentifikasi di sel mana ini terjadi, waktu berapa hari, dan shift mana yang mungkin terpengaruh.

Diversify to Survive

Banyak fitur yang tertanam dalam aktor listrik cerdas memungkinkan pengguna untuk mendekati aplikasi dengan pemikiran penyederhanaan desain. Memiliki kemampuan untuk mengontrol aktor melalui cara digital, memberikan umpan balik digital atau analog, memungkinkan sinkronisasi multi-aktor, atau menambahkan pemantauan real-time untuk metrik menyediakan alat yang diperlukan untuk menyelesaikan pekerjaan dalam satu paket. Sekarang, ketika pengguna melihat aplikasi, mereka dapat memberikan solusi otomatisasi yang melampaui fungsionalitas dasar gerakan bolak-balik.

Aktor listrik cerdas menyediakan gerakan plug-and-play di seluruh sumbu proses otomatisasi tanpa komplikasi teknologi otomatisasi lain seperti silinder hidrolik atau pneumatik. Dengan meninjau kebutuhan aplikasi sebelumnya, pengguna mungkin akan menemukan bahwa kemampuan aktor cerdas untuk mengontrol gerakan, mengingat posisi, atau menyediakan metrik aplikasi dapat membedakan dirinya di antara banyak teknologi lain.

Saat pembuat mesin dan pengguna akhir sama-sama melihat ke masa depan, solusi otomatisasi mereka akan melampaui fungsionalitas dasar dan terus menyediakan solusi yang lebih mudah, umur perangkat lebih lama, dan keselamatan jangka panjang.

Semakin intrinsik kemampuan kontrol ini kepada peralatan, semakin sedikit ia berdiri antara pengguna dan manfaat utama yang mereka harapkan. Keuntungan dapat ditemukan dalam kepuasan pekerja, keselamatan, kesehatan, dan produktivitas — semuanya yang memberikan manfaat bagi semua orang dalam alur nilai.

Artikel ini ditulis oleh Chris Diak, Automation Product Sales Manager di Motion Industries (Birmingham, AL) dan Travis Gilmer, Product Line Specialist – Linear Actuators di Thomson Industries (Radford, VA).