Die Kunden erfordern eine reduzierte Wartungs- und Gerätegröße sowie einen schnelleren Durchsatz und ein maschinelles Setup. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wählen die Gerätehersteller eine servokontrollierte Bewegung über mechanische Komponenten.

Die Bewegungssteuerung definiert die Fähigkeiten und Einschränkungen einer Maschine. Um den Durchsatz und die Flexibilität zu maximieren und die Wartung zu verringern, müssen Sie daher häufig die Art und Weise aktualisieren, wie die Bewegung in dieser Maschine gesteuert wird. Die meisten Gründe für die Konvertierung von herkömmlichen Kontrolldesigns und -geräten in die Servokontrolle sind, einen oder mehrere dieser Vorteile zu erhalten:

• Durchsatz erhöhen. Servomotoren produzieren hohe Beschleunigungsraten und Geschwindigkeiten.
• Genauigkeit erhöhen. Servos können die hohe Genauigkeit bieten, die erforderlich ist, um ein schnell bewegendes Stück zu verarbeiten.
• Flexibilität erhöhen. Servos bieten elektronische Versionen traditioneller mechanischer Komponenten an. Zum Beispiel können elektronische CAM -Profile fast sofort geändert werden. Programmierbare Bewegungsprofile können sich an die unterschiedliche Produktgröße und -konfiguration anpassen. Elektronische „Zahnrad“ -Verhältnisse können sich ändern, um unterschiedliche Maschinengeschwindigkeiten aufzunehmen. Auch bei elektronischem Getriebe können die Motoren überall dort platziert werden, wo sie für die Anwendung bequem sind, da sie die Notwendigkeit von langen Wellen, Zahnrädern und Riemen beseitigen.

Darüber hinaus kann eine elektrische „Linienwelle“ mit einer nahezu unbegrenzten Anzahl von Achsen verbinden. Für Maschinen mit mehreren Konfigurationen bedeutet dies, dass zusätzliche Bewegungsachsen keine zusätzlichen mechanischen Verbindungen erfordern.

Servos ergänzen auch Flexibilität, da die verfügbaren Informationen erhöht sind. Zum Beispiel speichern viele Servo -Controller eine Vorgeschichte von Fehlern und Fehlerbedingungen, die die Fehlerbehebung unterstützen. Die meisten Servosysteme können auch Oszilloskop-Diagramme für die Leistungsanalyse anzeigen. • Wartung reduzieren. Servos helfen dabei, die Anzahl der mechanischen Teile auf einer Maschine zu reduzieren. Elektronische Zahnräder ersetzen die Gürtel. Elektronische Nocken sind durch Verschleiß nicht betroffen. Elektronische Limitschalter benötigen keine gelegentliche Anpassung oder Ersatz.

Servos erfordern eine gewisse Studie und Erfahrung. Wenn Sie neu bei der Servokontrolle sind, erwarten Sie, dass Sie einige Zeit damit verbringen, Ihr erstes System auszuwählen und anzuwenden. (Ein Hinweis zur Servo -Terminologie: Der Wortcontroller findet mehrere Verwendungen. Das System oderBewegungController führt normalerweise das Programm aus, das die Bewegung steuert. DieMotorController steuert einenMotor. Um die Verwirrung zu verringern, werden wir Motorcontroller als Antriebe bezeichnen.

Anwendungsgröße und Auswahl

Die Auswahl und Größe von Servokomponenten kann aufgrund der Anzahl der Komponenten komplex erscheinen: Motoren, Laufwerke, Controller und die Möglichkeit eines industriellen PCs oder einer SPS. Wenn Ihr Hintergrund mechanisch ist, kann dies einschüchternd sein. Glücklicherweise verpacken Unternehmen - Komponentenlieferanten und Steuerungssystemintegratoren - diese Komponenten zusammen und bieten Antragsunterstützung an. Unabhängig davon, ob Sie es tun oder ein Paket kaufen, ist der grundlegende Prozess:

Wählen Sie zunächst den Motor aus. Starten Sie die motorische Auswahl, indem Sie die motorische Form auswählen. Motoren mit großen Seitenverhältnissen (lang mit einem kleinen Durchmesser) sind am häufigsten. Sie können quadratisch oder rund sein und bieten einen hervorragenden Wert und Leistung. Scheibenmotoren (kurz mit einem großen Durchmesser) passen an engen Stellen und bieten aufgrund ihrer niedrigen Atmoten eine hohe Beschleunigung. Beide Motoren sind in versiegelten und nicht versiegelten Versionen erhältlich.

Rahmenlose oder integrale Motoren trennen Sie den Rotor und den Stator zur Integration in die Maschine. Diese Motoren ermöglichen das kompakte Design und verbessern den Direktantriebsbetrieb, indem sie die Genauigkeit erhöht und die Vibration verringert.

Lineare Motoren, die einen Standard -Drehmotor und die zugehörigen Antriebsmechanismen ersetzen, erzeugen direkt lineare Bewegungen. Sie können gleichzeitig den Durchsatz und die Genauigkeit mehrmals erhöhen.

Größen Sie den Motor. Die motorische Größe basiert hauptsächlich auf Drehmoment: Peak und kontinuierlich. Die Größenmotoren können herausfordernd sein und Fehler werden erst spät im Entwicklungszyklus gefunden. Da die motorische Größe zu diesem Zeitpunkt schwierig zu erhöhen ist, ist es ratsam, die Marge in Ihre Berechnungen aufzunehmen. Wenn Sie neu im Prozess sind, sollten Sie sich wahrscheinlich auf die Anwendungsingenieure von Motorunternehmen verlassen.

Wählen Sie das Feedback. Die häufigsten Feedback -Geräte sind Encoder und Resolver. Encoder sind optische Geräte, die einen Pulszug produzieren. Die Impulszahl ist proportional zum Winkelreis. Sie bieten eine hohe Genauigkeit, insbesondere bei hohen Auflösungen. Resolver sind elektromechanische Geräte, die die absolute Position innerhalb einer Revolution des Motors erkennen und für ihre Robustheit bekannt sind. Wählen Sie die, die am besten zu Ihrer Bewerbung passt.

Nachdem Sie die Arten von Feedback -Sensor ausgewählt haben, müssen Sie die Auflösung auswählen. Im Allgemeinen wird ein 1000-Linien-Encoder oder gleichwertig ein 12-Bit-Resolver ausreichend Auflösung liefern. Beide produzieren etwa 4.000 verschiedene Positionen pro Revolution, was einer Auflösung von etwa 0,1 ° ägt. Wenn Ihre Anwendung jedoch eine höhere Auflösung benötigt, sollten Sie den Sensor entsprechend auswählen. Ein Wort der Vorsicht: Unterscheidung zwischen Auflösung und Genauigkeit. Viele Servos bieten eine ausgewählte Auflösung für das Feedback des Resolvers an. Die Genauigkeit (normalerweise zwischen 10 und 40 Bogen-MIN) ist jedoch möglicherweise nicht betroffen.

Wählen Sie das Laufwerk aus. Überlegen Sie, ob Sie das Stromversorgungsmodular (separat) oder in ein Laufwerk integriert haben möchten. Mit drei oder mehr Laufwerken derselben Familie in der Nähe funktionieren modulare Stromversorgungen gut. Bei einer Achse passen integrierte Netzteile normalerweise besser. Bei zwei Achsen sind beide Lösungen ungefähr gleich.

Wenn Sie vorhaben, das Laufwerk einzuschließen, denken Sie daran, dass die Antriebsgrößen erheblich variieren und die Gesamtgröße der Geräte beeinflussen können. Abhängig von der Größe des Gehäuses müssen Sie möglicherweise auch verschiedene Kühloptionen untersuchen.

Sinuskommutation gegen sechs Schritte

Die Leistungswellenform vom Antrieb zum Motor kommt in zwei Arten für bürstenlose Servomotoren: sechs Schritte und Sinuswellen. In Sinuswellen erzeugt die vom Laufwerk erzeugte Stromwellenform einen Strom, der sich einer Sinuswelle annähert. Dies erzeugt ein glatteres Drehmoment und weniger Erhitzen. Die sechsstufige Methode erzeugt eine Sechssegment-Quadratwelle mit einfacher Elektronik. Obwohl die Kosten niedriger sind, hat sechs Schritte einen groben Betrieb bei niedrigen Geschwindigkeiten.

Flexibilität abtun. Das Tuning, der Prozess der Auswahl von Gewinnen in Rückkopplungsschleifen ist für eine hohe Leistung erforderlich und den stabilen Betrieb aufrechtzuerhalten. In der Vergangenheit war das Tuning mehr Kunst als Wissenschaft. Jetzt bieten moderne Servo -Laufwerke eine Vielzahl von Werkzeugen, um Maschinendesigner zu unterstützen. Die automatische Tunigung (oder Selbstabstimmung) ist der Prozess, bei dem das Laufwerk das mechanische System erregt und eine Reihe von Schleifengewinnen erzeugt, fast ein Standard. Die meisten Laufwerke werden mit digitalen Gewinnen gesetzt, sodass Sie kein Lötkolben oder einen Potschneider (kleiner Schraubendreher) benötigen. Möglicherweise benötigen Sie die komplexeren Methoden nur gelegentlich, aber es bietet mehr Optionen.

Analoge Laufwerke können günstiger sein. Möglicherweise müssen Sie Schleifen möglicherweise einstellen, indem Sie Potentiometer oder passive Komponenten ändern. Unabhängig von Ihrer Wahl ist das Tuning Teil der Lernkurve und erfordert ein gewisses Studium und Experimentieren.

Kommunikation vorantreiben. Viele Laufwerke verwenden ein analoges Signal, um die Geschwindigkeits- und Drehmomentbefehle zu liefern. Die digitale Kommunikation gewinnt jedoch an Popularität, da sie die Kommunikationsverkabelung verringert und die Flexibilität des Systems erhöht. Viele Laufwerke sind mit Netzwerken wie Devicenet, Profibus und einem neuen Netzwerk, insbesondere für Bewegungssteuerung, die als Sercos bezeichnet werden, kompatibel.

Stromspannung. Beachten Sie, dass 110 VAC -Strome möglicherweise schwer auf dem Fabrikboden vorbeikommen. In Europa ist 460 VAC beliebt; Durch die Verwendung von 230 VAC -Laufwerken kann ein Transformator in Maschinen zur Verwendung in Übersee erforderlich sein. Leider können 460 VAC -Laufwerke teuer sein. Ein Kompromiss ist die universelle Stromversorgung, bei der die Halbleiter mit Stromversorgungsspannungen umwandeln. Bei Systemen mit modularer Stromversorgungen kann eine universelle Stromversorgung jede Spannung von 230 bis 480 VAC verwenden, um mehrere 230 VAC -Achsen auszuführen.

Ein letzter Punkt zu berücksichtigen, indem Sie nur eine kleine Anzahl von Laufwerksfamilien auf einer Maschine verwenden, vereinfachen Sie die Liste der Ersatzteile.

Wählen Sie den Controller aus

Wählen Sie bei der Auswahl des Controllers eine einzelne Achse oder die Mehrfachachse. Ein-Achsen-Controller kombinieren einen Bewegungscontroller, ein Antrieb und häufig eine in ein Paket integrierte Netzteile. In einem oder zwei Achsensystemen können diese Controller Kosten, Größe, Verkabelung und Systemkomplexität reduzieren.

Multi-Achsen-Controller passen normalerweise besser in kompliziertere Systeme. Erstens senken sie in der Regel die Kosten, insbesondere wenn die Achsenzahl wächst. Zweitens reduzieren sie die Systemkomplexität, da ein Programm die gesamte Bewegung steuern kann. Diese Bewegungscontroller bieten auch eine größere Flexibilität bei der Synchronisation, da sie normalerweise eine Achsenverbindung zu einer anderen Achse lassen und diese Verbindung während der Programmausführung ändern können.

Nach Ihrer Controller -Auswahl müssen Sie entweder eine Konfiguration "Box" oder "Board" auswählen. Eine Boxkonfiguration ist ein geschlossener Controller, der einen eigenständigen Betrieb hat. Die Board -Controller stecken an Industriecomputern an. Wenn Sie bereits über einen industriellen Computer auf der Maschine verfügen, kann eine kompatible Karte die Kosten senken und die Integration der Steuerung und Maschine verbessern. Wenn Sie nicht planen, einen industriellen Computer zu verwenden, ist der Box-basierte Controller normalerweise einfacher hinzuzufügen.

Bewerten Sie den Funktionssatz

Bewerten Sie schließlich die Controller -Funktionen. Betrachten Sie die bisher diskutierten Funktionen: Ausrüstung, Camming, Hochgeschwindigkeitsregistrierung und programmierbare Grenzschalter. Die meisten Controller bieten diese Funktionen in irgendeiner Form an, die Einzelheiten müssen jedoch mit den Anforderungen Ihrer Anwendung verglichen werden. Müssen Sie während des Betriebs die Zahnradverhältnisse ändern? Müssen Sie CAM -Profile im laufenden Fliegen ändern? Welche Registrierungsgenauigkeit benötigen Sie? Benötigen Sie während des Betriebs eine Geschwindigkeits- oder Zielposition? Unterstützt der Controller für diese Anwendung genügend Achsen? Wird es zukünftige Versionen Ihrer Maschine passen?

Umgang mit Kosten

Die Kosten für Servokomponenten sind oft höher als die der mechanischen Komponenten, die sie ersetzen. Einige wichtige Faktoren mildern jedoch diese höheren Kosten. Zum Beispiel kann die Beseitigung komplexer mechanischer Geräte die Gesamtkosten und die Größe der Maschine senken, wodurch der Wert des Systems erhöht wird. Der Servo -Controller ersetzt häufig eine SPS; In diesem Fall können die gesamten Kosten für die Umwandlung in Servos ausgeglichen werden. Die zusätzliche Flexibilität kann die Anzahl der Maschinenmodelle oder Prozesse verringern, die zur Herstellung einer Maschinenlinie erforderlich sind, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden.

Allgemeine Überlegungen

Über Bewegungsfunktionen hinaus gibt es andere Fragen zu stellen. Kann die Sprache Ihre Prozesse unterstützen? Ist es so komplex, dass Sie übermäßige Zeit damit verbringen müssen, es zu lernen? Unterstützt das Produkt Multitasking? Eine Technik, mit der Sie verschiedene Programme für verschiedene Prozesse schreiben können, vereinfacht die Programmierung komplexer Maschinen.

All diese Fragen können schwer zu beantworten sein, insbesondere wenn Sie neu in der elektronischen Bewegungssteuerung sind. Die meisten Unternehmen, die Controller anbieten, unterstützen sie gut. Stellen Sie während Ihres Auswahlprozesses viele Fragen. Bei nicht nur bei der Bewertung des Produkts hilft es Ihnen, die Unterstützung zu bewerten. Betrachten Sie schließlich die Zukunft der Entwicklungsaktivitäten in Ihrem Unternehmen. Wählen Sie Anbieter aus, die jetzt und in den kommenden Jahren Produkte und Unterstützung anbieten können.