חברה חדשנית בתחום הרובוטיקה השיתופית המתמחה התגברה על צוואר בקבוק קריטי במעבר מאב טיפוס לייצור, באמצעות מעבר ממנועי סרוו סטנדרטיים לארכיטקטורה רב-צירית מותאמת אישית. איחוד זה הוביל להפחתה משמעותית בעלויות חומרת בקרת התנועה ובשטח הפיזי הנדרש, תוך שמירה על בקרת העכבה ברוחב פס גבוה הנדרשת לאינטראקציה בטוחה וממוקדת באדם.
האתגר: דיוק גבוה בתנאי מקום מוגבלים
מפתח עבד על תכנון רובוט שיתופי (קובוט) מתוחכם ביותר, שנועד לאינטראקציה ישירה עם בני אדם. כדי לפעול בבטחה וביעילות, היישום דרש סנכרון בין זרועות מרובות, המסוגל לבצע בקרת עכבה מתקדמת (משוב כוח).
מערכת האלקטרוניקה הבקרתית נדרשה להתאים למארז צרכני בעל מגבלות קפדניות ומבודד רעש, דבר ששלל את האפשרות להשתמש בארונות תעשייתיים מסורתיים. בנוסף, המערכת דרשה שילוב של מנגנון Safe Torque Off (STO) בעל אמינות גבוהה, כדי להבטיח עמידה קפדנית בתקני הבטיחות לשיתוף פעולה.
האתגר: הפשרה בין ביצועים לאריזה
במהלך שלב המחקר והפיתוח, המנועים הסטנדרטיים מסדרת FlexPro® הוכיחו בהצלחה את התכנות הטכני, והעניקו את צפיפות המומנט הנדרשת ואת דיוק התקשורת של EtherCAT.
עם זאת, ככל שהפרויקט התקדם לקראת ייצור סדרתי, עלויות האריזה הפיזיות והכדאיות הכלכלית ליחידה לכל ציר בתצורת האב-טיפוס היוו מכשול משמעותי.
צוות ההנדסה עמד בפני דילמה נפוצה בתחום החומרה: למצוא דרך לשמור על ביצועים ברמה הטקטילית הגבוהה ביותר מבלי לחרוג מיעדי עלויות הייצור המחמירים או להגדיל את שטח התפוסה הפיזי.
הפתרון: איחוד ארכיטקטוני
לאחר שהבינו כי המכשולים נעוצים באריזות מיותרות וברכיבים כפולים ולא בטכנולוגיית התנועה עצמה, הציעה חברת ADVANCED Motion Controls לערוך תכנון מחדש של המבנה. מכיוון שצירים הרובוט פעלו בתלות הדדית, פיתחה AMC פתרון הנעה דו-צירי מותאם אישית, אשר איחד שני צירים של בקרה על גבי מעגל מודפס (PCB) אחד.
- ביטול כפילויות: הודות לשיתוף במעגלי לוגיקה, כניסות חשמל וממשקי תקשורת, העיצוב ביטל את הצורך במחברים, מארזים ומעבדים כפולים.
- שילוב פשוט: העיצוב המאוחד צמצם באופן משמעותי את הכבלים הפנימיים, שיפר את זרימת האוויר בתוך המארז הקומפקטי וקיצר את משך ההרכבה הכולל.
- תקשורת מאוחדת: הלוח המותאם אישית הציג צומת EtherCAT יחיד ויעיל, מה שפשט את מפת הרשת של הבקר הראשי.
התוצאות: השגת כדאיות כלכלית של יחידת הייצור
השינוי האדריכלי איפשר ליזם לגשר בהצלחה על הפער בין ביצועי האב-טיפוס לבין יעדי הייצור.
- יעילות כלכלית: הגישה הרב-צירית הובילה לירידה משמעותית בעלות לכל ציר, ובכך השיגה את היעילות הכלכלית הנדרשת ליחידה מבלי לפגוע בביצועים.
- השקת הייצור: עמידה ביעדי רשימת החומרים (BOM) המחמירים אפשרה לחברה לעבור משלב בניית האב-טיפוס לייצור בקצב מלא.
- שיפור מתמיד: ההצלחה של האיחוד הראשוני התפתחה לשותפות הנדסית מתמשכת, המתמקדת במיטוב מתמיד של ארכיטקטורת בקרת התנועה של המערכת.
