Nehéz az előítéleteket megváltoztatni, még akkor is, ha a valóság mást igazol. Az egyik előítélet így hangzik: a hidraulikának nincs helye az Ipar 4.0-ban, mert nem elég okos hozzá – jóllehet már régóta készen áll a jövő kihívásaira.

A hidraulikus technológiát évtizedek óta felszerelték elektronikával, szenzorokkal, megfelelő tartozékokkal és önálló vezérléssel. Hosszú ideje látóterünkben van az elektromechanikus hajtásoknak köszönhetően, akár az automatizálás területén is – a Bosch Rexroth számos rendszermegoldása jó példa erre. A fekete-fehér szelepek jó pár alkalmazásból eltűntek, helyüket a szervohidraulikus tengelyek vették át. A kérdés nem az, hogy a hidraulikus szeleptechnika profitálhat-e a hálózatba kapcsoltságból, hanem az, hogy mikor. Jelenleg a hagyományos, analóg hidraulika változását éljük át, ahogyan hálózatba kapcsolt, digitális fluidtechnológiává alakul. Az európai gépgyártók már most egyre inkább digitalizálják berendezéseiket és egyúttal elvárják a hidraulikától, hogy a hálózatba kapcsolt környezethez tökéletesen illeszkedjen. Már most is számít, hogy törekedjünk gépeink és berendezéseink hálózatba kapcsolására – és ezzel egy időben az óriási adatmennyiséget minőségi információvá tudjuk alakítani, és ezeket az adatokat mélyrehatóan ki is értékeljük.

Dönt az intelligens összjáték

Azokat a feladatokat, amelyeket korábban acélból és vasból készült szelepvezérlések végeztek, az elektronikus vezérlőeszközökben megtalálható decentrális intelligencia veszi át. Igény szerint alkalmazkodik a szivattyúhajtások fordulatszámához, amikor a fogyasztónak nyomatékra van szüksége, vagy akár a nullához is közelíthet a teljesítmény, ha épp arra van szükség. Sok folyamatban ez igen jelentős energetikai szakasz. A fordulatszám-szabályozott hidraulika a konstans rendszerekkel szemben így akár 80 százalékkal kevesebb energiát is fogyaszthat.

Az Ipar 4.0 körüli aktuális viták is azt mutatják, milyen fontos, hogy az összes funkciót és funkcionalitást definiáljuk. Amennyiben csak a mechanikát, az elektronikát és szenzorikát standardizáljuk gyártótól függetlenül, már képesek vagyunk gépeinket hálózatba kapcsolni, és egyúttal elérni, hogy azok aktívan kommunikáljanak egymással. Ehhez a jövőben például nem szükséges, hogy minden egyes hidraulikus-mechanikus nyomásszabályozó rendelkezzen beépített digitális elektronikával, ami a vezérléssel vagy más szelepekkel köti össze. Kizárólag akkor, ha ennek értelme is van.

Okos megoldások decentrális intelligenciával

A decentrális intelligencia, csak úgy, mint a nyílt szabványok a jövőképes automatizálási megoldások döntő előfeltételeit képezik. Az elektronikus és hidraulikus technológiában a Bosch Rexroth ezért is helyezi a hangsúlyt a Multi-Ethernet-szabványokra, amelyek minden jelenleg futó protokollt támogatnak. A következő lépés a szenzorika integrálása a meglévő szelepházba. Ez sok mindent lehetővé tesz. Gondoljuk csak a gépek állapotfigyelésére, ahol a szenzorok már képesek bármilyen információt gyűjteni és szolgáltatni az olajminőségtől kezdve a hőmérsékletig, a vibráción keresztül egészen a teljesített ciklusidőig. A Deep-Learning-algoritmusok támogatják a felhasználókat a hibák felismerésében, még mielőtt azok kiesést okoznának – ez egy rendkívül fontos lépés a megelőző karbantartás eléréséhez felé vezető úton.

Intelligens egytengelyes szabályozók már ma felelnek a decentrális hidraulikus egy zárt szabályozási körben történő mozgatásokért. Ezzel a szelepben meglévő elektronikába egy ütőképes mozgásvezérlést integráltak, ami már a helyszínen elvégzi a terv-tény-összehasonlítást, és mikrométer pontossággal a szabályozást is. A rendszerszabályozás minőségét igazából a mérőrendszer feloldása határozza meg. Ezeket a vezérlőszekrény nélküli mozgásvezérlőket egyre gyakrabban alkalmazzák a piac különböző területein.

Az IAC-szabályozószeleppel a Rexroth egy olyan vezérlőszekrény nélküli mozgásvezérlő megoldást kínál, amit a szelep elektronikájába teljes körűen integráltak. Nyílt szabványokon keresztül teljes mértékben hálózatba kapcsolható, éppúgy, mint a szervohidraulikus, saját decentrális folyadékáramú tengelyek. Ezekben a beépítésre kész tengelyekben szivattyúk, szelepek és hengerek alkotnak egy szerelési egységet, melyekhez a gépgyártóknak kizárólag áramellátást és vezetői kommunikációt kell csatlakoztatniuk.

Plug and Play a hidraulika számára is

A jövőben a legjobb szabályozókat olyan szelepek fogják helyettesíteni, amelyeket korábban a mozgatáshoz használtak. Az elektromos hajtás a szivattyúhajtás fordulatszámából kiindulva pozícionálja a hidraulikus szelepet. Így a hidraulikus hajtás elvileg ugyanúgy működik, mint az elektromechanikus lineáris hajtás: az elektromos hajtás forgómozgatása lineáris mozgatássá alakul, és egyúttal a hidraulikus technológia minden előnye érvényesül.

Az ebből következő fejlesztési lépésnél, azaz az önálló lineáris tengelyek esetében a az előrehaladás különösen jelentős lesz. Ezek beépítésre kész hengercsoportok saját, magasan integrált folyadékárammal. Azoknak a gépeknek, amelyek üzemelésük során ilyen tengelyeket használnak, a továbbiakban nincs szükségük központi hidraulikus tápegységre. Az önálló tengelyeket elektromos tengelyként csatlakoztatják, elég lesz egy vezérlőkábel, ami az adatkapcsolatot biztosítja a gép vezérlésével. Az üzembe helyezésnél ugyanazokat a szoftvereszközöket használják majd, mint az elektromos hajtások esetében. Annak, aki az üzembe helyezést végzi, már nincs szüksége mélyreható hidraulikus ismeretekre, hiszen az előprogramozott funkciókat csupán a gépi feltételekhez kell illesztenie.

3D-nyomtatással újra elkészítve

Új anyagok és gyártástechnológiák területén is kínál a Rexroth újdonságokat. Épp a 3D-nyomtatással készült belső részek és borítások/ házak vagy a direktnyomtatás csökkentik a szelepek működése közbeni energiafelhasználást rendkívüli mértékben. Korábban ezeknek az elemeknek a tervezésében a hozzájuk készült szerszámok megoszthatóságát kellett figyelembe venni, ma már ez azonban egyáltalán nem szükséges. A Bosch Rexroth ezzel például olyan csatornákat hoz létre, amelyek alacsonyabb nyomásveszteséget tesznek lehetővé és egyúttal az energiamérleget is javítják. Egy olyan szelepnél, ahol az átfolyási sebesség 10 000 liter percenként, az áramellenállás 10–20 százalék körüli csökkentése igen jelentős mértékben hozzájárul az üzemi költségek csökkentéséhez.

További infó: www.boschrexroth.hu