制造商和机器建设者了解研发的重要性以及创新如何将您跨越竞争对手。对于机器OEM，机电一体化领域的持续进步已经生产更智能的机器设计。
萤火虫设备最近推出了一种名为ProSlab 155的新型草坪收割机，它将机械、电气和软件组件组合在一辆自动拖拉机上。新的拖拉机设计偏离了传统的手动方法，即在拖拉机上堆垛草皮托盘。
机器切割草叶并将这些单元传送到机器背面，然后固定成品。标准机器每托盘占168个单位，尽管一些草坪收获农场可以在托盘上堆叠多达300种草叶。
多年来，手动堆垛到托盘已经成为标准，因为多运动轮廓要求和封闭的系统架构不够强大的并行操作。大多数传统的草坪收割机都提供电动阀来控制液压缸和马达的流体动力进行运动控制。
萤火虫呼吁国家仪器（NI）提供端到端解决方案，以满足此机器设计挑战，使用NI的LabVIEW设计平台，CompactRIO控制和现场可编程门阵列（FPGA）技术进行多个并行操作。
集成控制平台管理切割和堆叠操作以及在处理器和FPGA中运行的30多个并行控制循环。FPGA组件监督机器的信号处理和监控控制。“基本上，这台机器是一家整个工厂的车轮，”尼古斯的高级集团经理Nicholas Butler说，Endedded Systems，NI。
轧制工厂收集了五个运动控制轴的传感数据。编码器，接近度，压力，图像和光学电平传感器转换为21个以上的模拟和数字I / O通道。
萤火虫团队决定伺服电动机，以实现堆叠草皮板坯所需的高速运动控制，而不是流体动力。草板遍历传送带和图像传感器将切换到托盘堆叠器的确切位置注册。托盘堆叠器激活并挑选板坯，并将它们携带到托盘上的预定位置。用新的草皮机器可以在两分钟内填充托盘。
设计人员在多轴运动中寻求一种可重复性的伺服系统，同时也考虑到每年一百万台的高容量循环要求。为了解决这个需求，机器使用LabView的SoftMotion模块Kollmorgen.AKD伺服驱动器和电机，直接连接到CompactRIO处理器。
“控制平台非常适合集成液压阀和伺服电机功能，”萤火虫自动机总裁兼首席工程师史蒂夫阿凡町说。“所有托盘堆叠器移动由伺服电机控制，除了抓住输送机顶部的草皮板的钩子。这些由液压阀控制。“这些相同的控制循环管理两个系统并在这些功能之间提供紧密的同步。
流体动力用于机器上的较低苛刻和更高的能量密度要求，例如草皮刀，叉车，托盘盒和推进。
并行操作
通过这种平台灵活性，机器的机械设计人员能够使用各种传感器类型和信号来创建高度优化的系统。草皮刀具系统使用多个CAN总线，以太网TCP / IP和EtherCAT网络识别超过76个传感器。
通过双核处理器和集成的FPGA实现了机器设计的简单性，可监督逐线推进系统，伺服运动控制的五个轴和30个电动流体动力阀。这对机器设计师来说是很大的力量。但是，在控制循环和处理器和FPGA之间传递数据的能力也为并行操作提供了一个很好的设计工具。
使用这么多数据，不断监控关键软件环路。电力和配电系统包括冗余控制，用于禁用运动控制系统 - 伺服和流体功率。冗余传感器也用于关键信号，例如转向和推进。当检测到故障时，机器可以立即切换到冗余操作模式，例如传感器故障。
固件更新可以推出到草坪收获机，以优化机器生产，以及远程监控的能力。终端用户可以监控平板和托盘计数，以及操作机器上的温度、压力和总线电压等原始传感器数据。FireFly称，除了状态监控，大部分维护都是基于周期计数。
这种机器设计为客户提供了有价值的数据，但生产率数据也运行良好。通过新的设计，这个有轮子的工厂提高了20%的收割速度，并减少了一半的柴油消耗。
