CMZ сервожетектері бар бір осьті қозғалысты басқару жүйесі

Қозғалысты басқару заманауи автоматтандырудың негізі болып қала береді

Қозғалысты дәл басқару озық өндірістік жүйелердің негізгі мүмкіндіктерінің біріне айналды. Буып-түю желілері мен жартылай өткізгіштерді өңдеуден бастап роботтандырылған құрастыру ұяшықтарына дейін сервожетекпен басқарылатын осьтер енді миллисекунд деңгейіндегі жылдамдықпен қайталанатын позициялауды қамтамасыз етуі тиіс.

Көптеген автоматтандыру инженерлері PLC логикасы мен желілік интеграцияға назар аударғанымен, қозғалысты сәтті басқару жетектің, қозғалтқыштың және механикалық осьтің өзін дұрыс іске қосу мен баптаудан әлдеқайда ертерек басталады. Масштабтаудың немесе бастапқы нүктеге қайтару конфигурациясының қате болуы позициялау қателеріне немесе апатты соқтығыстарға тез әкелуі мүмкін.

Бұл жоба PLC бағдарламалауы басталмай тұрып, CMZ Sistemi Elettronici SBD сервожетегі мен кіріктірілген баптау құралдары арқылы бір осьті қозғалыс платформасын қалай іске қосып, баптауға болатынын көрсетеді.

Бағдарламалық жасақтамадан бұрын механикалық осьті құру маңызды

Әрбір қозғалыс жобасы механикадан басталады. Бұл құрылымда сызықтық осьте қозғалтқыштың бір айналымына шамамен 8,5 мм жүріс беретін шарикті бұранда жинағы және шамамен 450 мм пайдалы жүріс бар.

Каретка өлшемдері мен қозғалыс геометриясы өте маңызды, өйткені сервожүйелер физикалық шектерді өздігінен түсінбейді. Инженерлер баптау барысында бұл шектерді мұқият анықтауы тиіс.

Автоматты қозғалыс реттіліктерін іске қоспас бұрын осьтің нақты жүріс ауқымы әрдайым тексерілуі тиіс.

Механикалық өлшемдер неге маңызды

Іске қосу мен баптауда жиі ескерілмейтін қадамдардың бірі — бір айналымға келетін жүріс қашықтығын тексеру. Қозғалыс инженерлері нақты механикалық беріліс қатынасын растамай, құжаттамадағы масштабтау мәндерін жиі қабылдай салады.

Қозғалтқышты ажыратып, шарикті бұранданы бір толық айналымға қолмен бұру нақты жүріс қашықтығын анықтауға сенімді негіз береді. Бұл өлшем кейін осьті масштабтау кезінде аса қажет болады.

Сервожүйе тек қозғалтқыштан тұрмайды

CMZ қозғалыс платформасы үш негізгі құрамдастан тұрады: SBD сервожетегі, энкодердің кері байланысы бар сервомотор және арнайы қорек пен кері байланыс кабельдері.

Жетек бір фазалы 230 VAC қорегінен жұмыс істейді және бастапқы нүктеге қайтару мен қауіпсіздік интеграциясына арналған конфигурацияланатын цифрлық кірістерді қамтиды. Сынақ кезінде STO (қауіпсіз моментті өшіру) арналары тікелей 24 VDC-ге жалғанды, алайда өндірістік жүйелерде әдетте апаттық тоқтату тізбегі мен машиналық тәуекелдерді азайту шаралары интеграцияланады.

Сервокері байланыс кабельдері мен энкодер байланысы тұйық контурдағы позициялау дәлдігін сақтау үшін аса маңызды.

Қауіпсіздік архитектурасын кейінге қалдыруға болмайды

Сервожүйелер тіпті шағын зертханалық құрылғыларда да жоғары үдеу мен моменттің жылдам өзгеруін тудыруы мүмкін. Сондықтан STO функциясы жай ғана нормативтік талапты орындау белгісі емес. Ол машиналық қауіпсіздіктің маңызды қабаты болып табылады.

Көптеген өнеркәсіптік қозғалыс платформалары STO функциясын өнеркәсіптік қауіпсіздік модульдерімен және таратылған машиналық блокировкалармен бірге кеңірек қауіпсіздік архитектураларына біріктіреді.

Іске қосу бағдарламалық жасақтамасы ось конфигурациясын жеңілдетеді

CMZ сервобаптау, диагностика және кіріктірілген PLC бағдарламалауы үшін SDSetup ортасын пайдаланады. Көптеген бастапқы деңгейдегі жетектерден айырмашылығы, SBD платформасы инженерлерге құрылымдалған мәтін бағдарламаларын тікелей жетектің өзінде орындауға мүмкіндік береді.

Іске қосу кезіндегі байланыс қарапайым micro USB интерфейсі арқылы орнатылады, сондықтан бірден EtherCAT немесе PLC интеграциясының қажеті болмайды.

USB арқылы іске қосу желілік интеграция басталғанға дейін жетектің жұмысын жылдам тексеруге мүмкіндік береді.

Қозғалысты тексермес бұрын электрлік күйді растау

Қозғалыс командасын бермес бұрын инженерлер бағдарламалық ортада шина кернеуінің көрсеткіштерін, STO күйін және цифрлық кірістердің жұмысын тексеруі тиіс. STO индикаторының қалыпты күйі мен бастапқы нүктеге қайтару ажыратқышы сигналының дұрыс жауап беруі қауіпсіздік пен енгізу/шығару ішкі жүйелерінің жұмыс істеп тұрғанын растайды.

Бұл тексеру қадамдары қарапайым көрінуі мүмкін, бірақ олар алғашқы қозғалыс командасы орындалмай тұрып сымдардың полярлығындағы қателерді немесе жерге қосу мәселелерін жиі анықтайды.

Жетек диагностикасы іске қосу кезінде қауіпсіздік пен байланыс күйін бірден көруге мүмкіндік береді.

Осьті масштабтау нақты қозғалыс дәлдігін анықтайды

Осьті масштабтау бөлімі іске қосу мен баптаудың ең маңызды кезеңі деуге болады. Бұл конфигурация энкодер инкременттерінің физикалық жүріс қашықтығына қалай түрленетінін анықтайды.

CMZ мысалында сынақ үшін бір айналымға әдепкі 8000 инкремент мәні пайдаланылады. Инженерлер салыстырмалы қозғалыстарға команда беріп, нақты жүрістің күтілетін механикалық орын ауыстыруға сәйкес келетінін тексере алады.

Қате масштабтау мәндері сызықтық осьтерді зақымдайтындай үлкен позициялау қателеріне әкелуі мүмкін.

Бастапқы нүктеге қайтару стратегиясы тірек нүктесінің тұрақтылығын анықтайды

Бастапқы нүктеге қайтару конфигурациясы барлық кейінгі қозғалыс командаларының бастапқы координатасын белгілейді. Бұл жобада бастапқы нүктеге қайтарудың -27 әдісі ажыратқышқа қарай қозғалып, ажыратқыш босатылғанша баяу кері шегінеді де, ағымдағы позицияны нөл ретінде белгілейді.

Бұл стратегия қайталанғыштықты жақсартады, өйткені тірек нүктесі ажыратқышқа соғылған сәтте емес, оның босатылған кезінде белгіленеді.

Бастапқы нүктеге қайтарудың дұрыс конфигурациясы қайталанатын қозғалыс циклдері кезінде жиналатын позициялау ауытқуының алдын алады.

Сервожетектер дербес қозғалыс контроллерлеріне айналып келеді

Өнеркәсіптік автоматтандырудағы маңызды үрдістердің бірі — сервожетектердің өз ішіндегі зияткерліктің артуы. Заманауи қозғалыс платформалары қозғалысты басқаруды, диагностиканы, қауіпсіздікті және кіріктірілген PLC функционалдығын бір құрылғыға жиі біріктіреді.

Бұл басқару шкафының күрделілігін азайтып, шағын машиналарға арналған ықшам архитектураларға мүмкіндік береді. Болашақ қозғалыс платформаларын бағалайтын инженерлер момент пен жылдамдық көрсеткіштерімен қатар кіріктірілген логиканың мүмкіндіктерін де салыстырады.

Буып-түюге, индекстеу жүйелеріне және ықшам автоматтандыру ұяшықтарына қатысты қолданбалар заманауи сервожетек жүйелерінде кездесетін интеграцияланған қозғалыс шешімдеріне барған сайын көбірек сүйенеді.

Инженерлік көзқарас

Бұл іске қосу мен баптау үдерісінен алынатын ең құнды сабақ — қозғалыс сенімділігі өндіріс басталғанға дейін әлдеқайда ертерек қалыптасады. Масштабтауды мұқият тексеруді немесе бастапқы нүктеге қайтару логикасын дұрыс құруды өткізіп алған инженерлер кейін тұрақсыздықты жоюға әлдеқайда көп уақыт жұмсайды.

Жүйелерді интеграциялау тұрғысынан сервожүйені іске қосу мен баптауға желілік архитектура немесе PLC валидациясы сияқты тәртіппен қарау керек. Дәл механика мен бағдарламалық жасақтаманың нақты конфигурациясы біртұтас жүйе ретінде бірге жұмыс істеуі тиіс.

Автор: Marcus Ellison | Қозғалыс жүйелері жөніндегі талдаушы

Marcus Ellison өнеркәсіптік автоматтандыру және сервоқозғалысты интеграциялау саласында 12 жылдан астам тәжірибеге ие. Оның тәжірибесіне буып-түю, материалдарды өңдеу және технологиялық өндіріс нысандарындағы Siemens қозғалыс платформалары, Beckhoff EtherCAT жүйелері және Rockwell серв архитектуралары қолданылған іске қосу жобалары кіреді.