Suprimir la vibración reduce drásticamente el tiempo de asentamiento.

En una operación de alta velocidad, el tiempo de asentamiento es enemigo de la productividad. La velocidad es esencial para el ensamblaje de alto volumen. Sin embargo, la velocidad también crea problemas.

En una operación de selección y lugar, por ejemplo, moviéndose rápidamente de lado a lado y detenerse en una moneda de diez centavos establece vibraciones. Para elegir o colocar una parte con cualquier tipo de precisión, la máquina debe hacer una pausa, incluso por una fracción de segundo, hasta que las vibraciones se detengan. Eso se conoce como tiempo de asentamiento, y en una operación de alto volumen, esos milisegundos pueden sumar.

Considere una operación corta de selección y lugar, 200 milímetros de ancho, 100 milímetros hacia abajo y atrás. Cada movimiento horizontal toma 0.5 segundos con un tiempo de asentamiento de 0.05 segundos, y cada movimiento vertical toma 0.2 segundos con un tiempo de asentamiento de 0.05 segundos. Eso se traduce en 1.6 segundos por parte, 37.5 partes por minuto o 2,250 partes por hora. Si cada parte vale $ 0.1, la operación produce $ 225 en ingresos por hora.

Si el tiempo de asentamiento se puede reducir de 0.05 a 0.004 segundos, esa misma operación de selección y lugar ahora toma 1.416 segundos. Eso se traduce en 42.37 partes por minuto o 2,542 partes por hora. Ahora, la misma operación está generando ingresos de $ 254.24 por hora: $ 29.24 más. En una operación de dos cambios que se ejecuta seis días por semana, ahorrar solo 0.184 segundo en tiempo de asentamiento se traduce en $ 140,353 en ingresos adicionales por año.

Los ingenieros de automatización pueden abordar el problema de la vibración y la resonancia de la máquina de varias maneras. Mecánicamente, pueden diseñar una máquina con componentes robustos, tolerancias estrechas y reacciones mínimas.

En general, desea que el motor se acople lo más cerca posible y apretado de la carga. Desea minimizar el cumplimiento mecánico en su sistema. Cualquier parte móvil entre el eje del motor y la carga, como un acoplamiento o caja de cambios, causa cumplimiento. Todos esos componentes son susceptibles al calor, la fricción y el desgaste.

Los ingenieros también pueden abordar el problema electrónicamente a través del amplificador en un sistema servo.

Los filtros son una forma de hacerlo. Los filtros de paso bajo atenúan vibraciones entre 1,000 y 5,000 Hertz. Los filtros de muescas controlan las vibraciones entre 500 y 1,000 hertz.

El problema con los filtros es que ponen un techo en su ancho de banda. Eso limita lo firmemente que puede ajustar el sistema.

Otra forma de abordar el problema es a través de la supresión de vibraciones. El servomplificador Sigma-5 de Yaskawa presenta un algoritmo único para eso. El algoritmo puede suprimir vibraciones de 50 hertz o menos sin comprometer el ancho de banda.

La clave es el codificador de alta resolución de 20 bits junto con el servomotor. Con más de 1 millón de recuentos por rotación del eje del motor, el codificador puede detectar incluso pequeñas vibraciones transmitidas a través de una correa o tornillo de bolas.

El algoritmo toma la velocidad y las señales de torque del codificador y ajusta la señal de comando para el movimiento. Digamos que está comandando un perfil trapezoidal regular: acelerar, ejecutar a cierta velocidad y luego detenerse. El amplificador seguirá ese movimiento comandado lo más fuerte posible. Pero, durante el movimiento, todo tipo de vibración intentarán empujar el motor de su camino. El algoritmo de supresión de vibraciones conoce la forma de onda de esa vibración y ajusta la señal de comando en la dirección opuesta, esencialmente la cancela.

Suprimir la vibración reduce drásticamente el tiempo de asentamiento, lo que se traduce en un mayor rendimiento. También permite a los ingenieros diseñar mecanismos de peso más ligeros y livianos, lo que reduce el costo total de la máquina.

Menos vibración también significa menos desgaste en la máquina. Su máquina se ejecutará más suave y silenciosamente, y en última instancia, durará más.