工业自动化时代的制造进步

在工业自动化时代提高产品质量和安全性

过去两年，工业自动化 (IA) 技术在创新方面取得了巨大飞跃。专家估计工业自动化将达到3000亿美元以上到 2027 年的收入增长，并将其增长的大部分归功于技术进步，例如检测微量元素。多个不同行业的制造业发展迅速，其中许多行业都受到严格的安全和质量法规的约束，例如汽车、电子、医疗和家居产品。机器人技术、工业物联网 (IIoT)、人工智能 (AI) 和可编程逻辑控制器 (PLC) 的集成正在推动这一巨大飞跃。在此博客中，我们探讨了如何在不同的制造场景中采用工业自动化技术的创新来缩短周期时间、提供一致的产品质量并降低工人面临的风险。

工业自动化的类型

工业自动化使用机器在制造环境中执行重复性任务。这些任务可能包括对人类工人构成风险的任务，例如举起重物、处理危险材料或在极端温度下工作。一旦流程自动完成任务，工业自动化技术的组合就会使用逻辑和编程来引导机器和机器人在几乎不需要人工干预的情况下更快、更高效地运行或执行任务。让我们探讨如何在不同的制造场景中部署工业自动化技术。

机器人过程自动化

机器人流程自动化专注于自动化最普通的基于计算机的任务和流程。它结合使用计算机视觉和机器学习来自动执行这些重复的、大批量的任务，这些任务对人类工作者来说可能是单调的。这种机器人流程使员工能够从事机器人无法复制或处理的更多动态工作，因为这些任务不包含每次都遵循的一组预定义规则或信号。

固定自动化

硬性或固定自动化适用于需要快速周转的重复性生产。在固定的自动化生产设施中，所有的生产设备都需要重新编程，甚至需要移动以适应产品风格的变化。将所有东西固定到位的优点是产品生产速度非常快，无需太多人为干预即可实现成本效益和一致性。

可编程自动化

当可以应用各种不同的定制时，使用可编程自动化。根据设备重新编程的程度，每个生产批次运行之间可能略有不同或很大。数控机床是可编程自动化的一个很好的例子。机床由计算机程序控制，其中编程了不同的产品样式，供工人选择。在最简单的运行中，工人可以选择产品样式以及生产运行的时间。

软自动化

软自动化具有内置的灵活性，因此可以根据消费者的需要或要求快速轻松地更改生产运行。软自动化机器通过计算机界面进行编程，以创建用于中低生产运行的定制产品。软灵活的自动化可以减少运行之间的停机时间，因为更改是通过计算机重新编程而不是更改设备或其他硬件发生的。

工业自动化：一致、可靠和安全

一致的产品质量是工业自动化可以提供的一项重要优势。机器人或机器可以精确地执行重复性任务并提供相同质量的结果。此外，定期进行设备监控和检查并制定预测性维护策略的自动化工厂会从减少制造停机时间、提高生产率、改进产品周期时间和降低事故风险中显着受益。通过实施这些维护措施，工厂工人可以自由地进行质量检查，以确保一切顺利进行。但这种水平的工业自动化依赖于大量互连才能正常运行。TE Connectivity 的 AMPMODU 1.0mm 和 2.00mm 中心线互连系统（图 1) 提供双梁触点设计，即使在最恶劣的冲击和振动环境中也能提供可靠、安全的电气连接。这些连接器非常适合多种工业应用，包括 PLC、控制面板、机器人、仪器仪表和测试设备。

图 1：TE Connectivity 的 AMPMODU 1.0mm 中心线互连系统采用双梁触点设计，可确保在经历冲击和振动的环境中实现高度可靠的电气连接。（来源：贸泽电子）

工业 4.0 协作机器人 (cobots) 旨在与工人一起在定义的空间内操作。协作机器人可以通过消除制造过程中每次都需要以相同方式切割、定位或处理材料的部分重复运动的压力来帮助工人。这种机器人和人类在生产过程中同时执行任务的工厂运营水平有助于防止工人出现肌肉和骨骼问题。协作机器人需要配备视觉指示，以告知工人机器人何时处于协作操作状态。他们还需要具有主动速度和间隔监控，以及功率和力限制功能，以帮助确保工人的安全。要设计这种级别的受保护工作空间，工程师需要坚固、可靠、紧凑、并提供设计灵活性。这TE Connectivity D-2970 动态系列 PCB 连接器（图 2）提供了这一切以及更多。这些连接器有一个中心锁定杆，可提供声音和触觉插配反馈，以确保安全插配和较低的插入力，使用户可以在不伤到指尖的情况下松开电线。IP20“手指安全”外壳还可防止操作员意外接触带电组件。这些连接器旨在处理大多数工业自动化应用。

图 2：TE Connectivity D-2970 动态系列 PCB 连接器包括安全功能，可在连接或断开设备时保护工人。（来源：贸泽电子）

结论

IIoT、机器人技术和 AI 的集成等工业自动化技术的现代进步已导致广泛垂直市场的制造产出大幅增加，为制造公司转化为数十亿美元的收入。这种工业自动化改进的融合增加了制造正常运行时间，提高了产品质量，并扩大了工人的安全。它还为制造公司提供了灵活性，可以在不影响产品质量的情况下利用较小的生产运行。今天，一致、可靠和安全的工业自动化在生产优质产品的同时与需求保持同步，从而使客户满意。

审核编辑黄昊宇