CMZ серво жетектермен бір осьтік қозғалысты басқаруды орнату

Қозғалысты басқару қазіргі заманғы автоматтандырудың негізі болып қала береді

Нақты қозғалысты басқару озық өндіріс жүйелеріндегі негізгі қабілетке айналды. Орау желілері мен жартылай өткізгіштерді өңдеуден бастап роботтық жинау ұяшықтарына дейін, сервомоторлы осьтер енді миллисекундтық жауап беру жылдамдығымен қайталанатын позициялауды қамтамасыз етуі тиіс.

Көптеген автоматтандыру инженерлері PLC логикасы мен желі интеграциясына назар аударса да, сәтті қозғалысты басқару қозғалтқышты, моторды және механикалық осьті дұрыс іске қосудан әлдеқайда ерте басталады. Қате масштабтау немесе бастапқы орнату конфигурациясы тез арада позициялау қателіктеріне немесе апатты соқтығыстарға әкелуі мүмкін.

Бұл жоба CMZ Sistemi Elettronici SBD сервожетегі мен борттық баптау құралдарын пайдаланып, PLC бағдарламалауы басталмас бұрын бір осьті қозғалыс платформасын қалай іске қосуға болатынын көрсетеді.

Бағдарламалық қамтамасыз етуден бұрын механикалық осьті құру маңызды

Әрбір қозғалыс жобасы механикадан басталады. Бұл орнатуда сызықтық ось мотордың бір айналымына шамамен 8,5 мм жүріс беретін шарлы бұранда жинағын және шамамен 450 мм қолданылатын жүріс ұзындығын пайдаланады.

Арбаның өлшемдері мен жүріс геометриясы маңызды, себебі сервожүйелер физикалық шектерді өздігінен түсінбейді. Инженерлер бұл шектерді баптау кезінде мұқият анықтауы керек.

Осьтің физикалық жүріс ауқымы автоматтандырылған қозғалыс тізбектерін қосар алдында әрқашан тексерілуі тиіс.

Механикалық өлшемдердің маңызы

Ең жиі назардан тыс қалатын іске қосу қадамы – бір айналымға жүріс қашықтығын тексеру. Қозғалыс инженерлері көбінесе масштабтау мәндерін құжаттамадан алып, нақты механикалық беріліс қатынасын растауды ұмытып жатады.

Моторды ажыратып, шарлы бұранданы қолмен бір толық айналдыру нақты жүріс қашықтығын анықтауға сенімді негіз береді. Бұл өлшем кейін осьті масштабтау кезінде маңызды болады.

Сервожүйе тек мотор ғана емес

CMZ қозғалыс платформасы үш негізгі құрамдас бөлікті біріктіреді: SBD сервожетегі, энкодерлік кері байланысы бар сервомотор және арнайы қуат пен кері байланыс кабельдері.

Жетек бір фазалы 230 ВАС желісінен жұмыс істейді және бастапқы орнату мен қауіпсіздік интеграциясы үшін конфигурацияланатын сандық кірістерді қамтиды. Тестілеу кезінде STO (Safe Torque Off) арналары тікелей 24 В тұрақты токқа қосылды, ал өндірістік жүйелер әдетте төтенше тоқтату схемасын және машина қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

Сервокері байланыс кабельдері мен энкодерлік байланыс жабық циклді позиция дәлдігін қамтамасыз ету үшін маңызды.

Қауіпсіздік архитектурасы ешқашан кейінге қалдырылмауы керек

Сервожүйелер тіпті кішкентай үстел үсті қолданбаларда да жоғары үдеу мен жылдам момент жауап бере алады. Сондықтан STO функциясы тек реттеуші талап емес, машина қауіпсіздігінің маңызды қабаты болып табылады.

Көптеген өнеркәсіптік қозғалыс платформалары STO функциясын өнеркәсіптік қауіпсіздік модульдері және таралған машина аралықтарымен бірге кеңірек қауіпсіздік архитектурасына біріктіреді.

Іске қосу бағдарламалық қамтамасыз ету ось конфигурациясын жеңілдетеді

CMZ сервоконфигурация, диагностика және кірістірілген PLC бағдарламалау үшін SDSetup ортасын пайдаланады. Көптеген бастапқы деңгейдегі жетектерден айырмашылығы, SBD платформасы инженерлерге құрылғыда тікелей құрылымдық мәтіндік бағдарламаларды орындауға мүмкіндік береді.

Іске қосу кезінде байланыс қарапайым микро USB интерфейсі арқылы орнатылады, EtherCAT немесе PLC интеграциясын дереу қажет етпейді.

USB іске қосу желі интеграциясы басталмас бұрын жетек жұмысының жылдам тексеруін қамтамасыз етеді.

Қозғалысты сынамас бұрын электрлік күйді тексеру

Қозғалыс бұйрығын бермес бұрын инженерлер бағдарламалық ортада шиналық кернеу көрсеткіштерін, STO күйін және сандық кірістердің жұмысын растауы керек. Дұрыс жұмыс істейтін STO индикаторы мен жауап беретін бастапқы орнату қосқышы қауіпсіздік пен кіріс/шығыс жүйелерінің жұмыс істеп тұрғанын көрсетеді.

Бұл тексеру қадамдары қарапайым көрінгенімен, олар жиі сымдардың полярлығын немесе жерге қосу мәселелерін алғашқы қозғалыс бұйрығы берілмей тұрып анықтайды.

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

Осьті масштабтау нақты қозғалыс дәлдігін анықтайды

Осьті масштабтау бөлімі іске қосудың ең маңызды кезеңі болып табылады. Бұл конфигурация энкодерлік инкременттердің физикалық жүріс қашықтығына қалай аударылатынын анықтайды.

CMZ мысалында сынақ үшін әдепкі мән ретінде бір айналымға 8000 инкремент қолданылады. Инженерлер салыстырмалы қозғалыстарды бұйырып, нақты жүріс күтілетін механикалық орын ауыстыруға сәйкес келетінін тексере алады.

Қате масштабтау мәндері сызықтық осьтерге зақым келтіруі мүмкін үлкен позициялау қателіктерін тудыруы мүмкін.

Бастапқы орнату стратегиясы сілтеме тұрақтылығын анықтайды

Бастапқы орнату конфигурациясы барлық болашақ қозғалыс бұйрықтары үшін сілтеме нүктесін белгілейді. Бұл жобада -27 бастапқы орнату әдісі қосқышқа қарай қозғалып, қосқыш босатылғанша баяу кері қайтып, ағымдағы позицияны нөл ретінде анықтайды.

Бұл стратегия қайталанушылықты жақсартады, себебі сілтеме нүктесі қосқышқа соғылған кезде емес, қосқыш босатылған кезде орнатылады.

Дұрыс бастапқы орнату конфигурациясы қайталанатын қозғалыс циклдері кезінде позициялау ауытқуын болдырмайды.

Сервожетектер өзіндік қозғалысты басқарушыларға айналуда

Өнеркәсіптік автоматтандырудағы маңызды үрдіс – сервожетектердің өзінде ақыл-ойдың артуы. Қазіргі қозғалыс платформалары қозғалысты басқару, диагностика, қауіпсіздік және кірістірілген PLC функцияларын бір құрылғыда біріктіруді көбейтуде.

Бұл өзгеріс панельдің күрделілігін азайтып, кішігірім машиналар үшін ықшам архитектураларды қамтамасыз етеді. Болашақ қозғалыс платформаларын бағалайтын инженерлер енді момент пен жылдамдық көрсеткіштерімен қатар кірістірілген логика мүмкіндіктерін де салыстырады.

Орау, индекстеу жүйелері және ықшам автоматтандыру ұяшықтары сияқты қолданбалар қазіргі заманғы сервожетек жүйелерінде кездесетін біріктірілген қозғалыс шешімдеріне көбірек сүйенеді.

Инженерлік көзқарас

Бұл іске қосу процесінен алынған ең құнды сабақ – қозғалыс сенімділігі өндіріс басталмас бұрын қалыптасады. Масштабтауды мұқият тексермей немесе дұрыс бастапқы орнату логикасын қолданбайтын инженерлер кейін тұрақсыздықты түзетуге әлдеқайда көп уақыт жұмсайды.

Жүйелерді интеграциялау тұрғысынан сервожетекті іске қосу желі архитектурасы немесе PLC тексеруі сияқты тәртіппен қаралуы тиіс. Нақты механика мен дәл бағдарламалық қамтамасыз ету біртұтас жүйе ретінде бірге жұмыс істеуі керек.

Автор: Маркус Эллисон | Қозғалыс жүйелері талдаушысы

Маркус Эллисон өнеркәсіптік автоматтандыру және сервокөлік интеграциясында 12 жылдан астам тәжірибеге ие. Оның тәжірибесіне Siemens қозғалыс платформаларын, Beckhoff EtherCAT жүйелерін және Rockwell сервожүйелерін іске қосу жобалары кіреді, олар орау, материалдарды өңдеу және процестік өндіріс кәсіпорындарында қолданылған.