Die Unterdrückung der Vibration verkürzt dramatisch die Absetzzeit.

In einer Hochgeschwindigkeits-Pick-and-Place-Operation ist die Abstandszeit der Feind der Produktivität. Die Geschwindigkeit ist für die Zusammenstellung von Hochvolumen unerlässlich. Die Geschwindigkeit schafft jedoch auch Probleme.

In einem Pick-and-Place-Betrieb beispielsweise, wenn Sie sich schnell von einer Seite zur anderen bewegen und an einem Cent stehen, setzt es Vibrationen ein. Um einen Teil mit irgendeiner Art von Genauigkeit auszuwählen oder zu platzieren, muss die Maschine auch für nur einen Bruchteil einer Sekunde innehalten, bis die Schwingungen stehen. Das ist als Segelzeit bekannt, und in einem hochvolumigen Betrieb können sich diese Millisekunden summieren.

Betrachten Sie einen kurzen Pick-and-Place-Betrieb von 200 Millimetern, 100 Millimeter nach unten und zurück. Jede horizontale Bewegung dauert 0,5 Sekunden mit einer Absetzzeit von 0,05 Sekunden, und jede vertikale Bewegung dauert 0,2 Sekunde mit einer Absetzzeit von 0,05 Sekunden. Dies entspricht 1,6 Sekunden pro Teil, 37,5 Teilen pro Minute oder 2.250 Teilen pro Stunde. Wenn jeder Teil 0,1 USD wert ist, produziert der Betrieb einen Umsatz von 225 USD pro Stunde.

Wenn die Absetzzeit von 0,05 auf 0,004 Sekunden verkürzt werden kann, dauert der gleiche Pick-and-Place-Betrieb jetzt 1,416 Sekunden. Dies entspricht 42,37 Teilen pro Minute oder 2.542 Teilen pro Stunde. Der gleiche Betrieb generiert nun einen Umsatz von 254,24 USD pro Stunde - 29,24 USD mehr. In einem Zwei-Schicht-Betrieb, der sechs Tage pro Woche läuft, bedeutet die Einsparung von nur 0,184 Sekunden in der Abstandszeit 140.353 US-Dollar in zusätzlichen Einnahmen pro Jahr!

Automatisierungsingenieure können das Problem der Schwingung und der Maschinenresonanz auf verschiedene Weise angehen. Mechanisch können sie eine Maschine mit robusten Komponenten, engen Toleranzen und minimaler Gegenreaktionen entwickeln.

Im Allgemeinen möchten Sie, dass der Motor so eng und dicht wie möglich an die Last gekoppelt wird. Sie möchten die mechanische Einhaltung in Ihrem System minimieren. Jeglicher beweglicher Teil zwischen der Motorwelle und der Last, z. B. einer Kupplung oder einem Getriebe, führt zu Compliance. Alle diese Komponenten sind anfällig für Hitze, Reibung und Verschleiß.

Ingenieure können das Problem auch elektronisch über den Verstärker in einem servogesteuerten System angehen.

Filter sind eine Möglichkeit, dies zu tun. Tiefpassfilter dämpfen Vibrationen zwischen 1.000 und 5.000 Hertz. Notch -Filter steuern Schwingungen zwischen 500 und 1.000 Hertz.

Das Problem mit Filtern ist, dass sie eine Decke auf Ihre Bandbreite setzen. Dies begrenzt, wie fest Sie das System einstellen können.

Eine andere Möglichkeit, das Problem zu lösen, ist die Vibrationsunterdrückung. Der Sigma-5-Servoverstärker von Yaskawa verfügt über einen einzigartigen Algorithmus für genau das. Der Algorithmus kann Vibrationen von 50 Hertz oder weniger unterdrücken, ohne die Bandbreite zu beeinträchtigen.

Der Schlüssel ist der 20-Bit-Encoder mit hoher Auflösung, gekoppelt mit dem Servomotor. Mit mehr als 1 Million Zählungen pro Drehung der Motorwelle kann der Encoder selbst kleine Schwingungen erkennen, die durch einen Gürtel oder eine Kugelschraube übertragen werden.

Der Algorithmus nimmt Geschwindigkeits- und Drehmomentsignale aus dem Encoder und passt das Befehlssignal für die Bewegung an. Angenommen, Sie befehlen ein regelmäßiges Trapezprofil - beschleunigen Sie, laufen Sie mit einer bestimmten Geschwindigkeit und halten Sie dann an. Der Verstärker folgt dieser befohlenen Bewegung so fest wie möglich. Aber während des Umzugs werden alle Arten von Schwingung versuchen, den Motor von seinem Weg zu schieben. Der Schwingungsunterdrückungsalgorithmus kennt die Wellenform dieser Schwingung und passt das Befehlssignal in die entgegengesetzte Richtung ein und storniert es im Wesentlichen aus.

Die Unterdrückung der Schwingung reduziert dramatisch die Absetzzeit, was zu einem größeren Durchsatz führt. Außerdem können Ingenieure kleinere, leichtere Gewichtsmechanismen entwerfen, was die Gesamtkosten der Maschine senkt.

Weniger Vibration bedeutet auch weniger Verschleiß auf der Maschine. Ihre Maschine läuft reibungsloser und leise und letztendlich dauert sie länger.