לקוחות דורשים תחזוקה מופחתת וגודל ציוד, ותפוקה מהירה יותר והגדרת מכונה. כדי לעמוד בדרישות אלו, יצרני הציוד בוחרים בתנועה מבוקרת סרוו על פני רכיבים מכניים.

בקרת תנועה מגדירה את היכולות והמגבלות של מכונה. לכן, כדי למקסם את התפוקה והגמישות שלה, וכדי להפחית את התחזוקה, לעתים קרובות עליך לשדרג את האופן שבו התנועה נשלטת בתוך אותה מכונה. רוב הסיבות להמרה מתכנוני בקרה ומכשירים מסורתיים לבקרת סרוו הן כדי להשיג אחת או יותר מהיתרונות הבאים:

• הגדל את התפוקה. מנועי סרוו מייצרים קצבי תאוצה ומהירויות גבוהות.
• הגדל את הדיוק. סרוו יכול להציע את הדיוק הגבוה הדרוש לעיבוד יצירה הנעה במהירות.
• הגברת הגמישות. Servos מציעים גרסאות אלקטרוניות של רכיבים מכניים מסורתיים. לדוגמה, ניתן לשנות פרופילי פקה אלקטרוניים כמעט באופן מיידי. פרופילי תנועה הניתנים לתכנות יכולים להתאים לגודל ותצורה משתנים של המוצר. יחסי "הילוכים" אלקטרוניים יכולים להשתנות כדי להתאים למהירויות מכונה שונות. כמו כן עם גיר אלקטרוני, ניתן למקם את המנועים בכל מקום שנוח ליישום, שכן הם מונעים את הצורך בצירים ארוכים, גלגלי שיניים ורצועות.

בנוסף, "ציר קו" חשמלי אחד יכול לקשר למספר כמעט בלתי מוגבל של צירים. עבור מכונות עם מספר תצורות, משמעות הדבר היא שצירי תנועה נוספים אינם דורשים קישורים מכניים נוספים.

Servos גם מוסיפים גמישות בגלל המידע המוגבר הזמין. לדוגמה, בקרי סרוו רבים מאחסנים היסטוריה של תקלות ומצבי שגיאה המסייעים בפתרון בעיות. רוב מערכות הסרוו יכולות גם להציג דיאגרמות בסגנון אוסילוסקופ לניתוח ביצועים. • צמצום תחזוקה. סרוו עוזרים להפחית את מספר החלקים המכניים במכונה. הילוכים אלקטרוניים מחליפים חגורות. מצלמות אלקטרוניות אינן מושפעות מבלאי. מתגי גבול אלקטרוניים אינם זקוקים להתאמה מחדש או החלפה מדי פעם.

סרוו דורשים מידה מסוימת של לימוד וניסיון. אם אתה חדש בבקרת סרוו, צפה להקדיש זמן לבחירת המערכת הראשונה שלך ולהחיל אותה. (הערה על מינוח סרוו: המילה בקר מוצאת מספר שימושים. המערכת אותְנוּעָההבקר מריץ בדרך כלל את התוכנית השולטת בתנועה; אתמָנוֹעַהבקר שולט באחדמָנוֹעַ. כדי להפחית בלבול, נתייחס לבקרי מנוע כאל כוננים).

גודל יישום ובחירה

בחירת רכיבי סרוו וגודלם עשויים להיראות מורכבים בגלל מספר הרכיבים: מנועים, כוננים, בקר והאפשרות למחשב תעשייתי או PLC. אם הרקע שלך הוא מכני, זה יכול להיות מאיים. למרבה המזל, חברות - ספקי רכיבים ומשלבי מערכות בקרה - אורזות את הרכיבים הללו יחד, כמו גם מציעות סיוע ביישומים. בין אם אתה עושה זאת בעצמך או קונה חבילה, התהליך הבסיסי הוא:

ראשית, בחר את המנוע. התחל את בחירת המנוע על ידי בחירת צורת המנוע. מנועים בעלי יחסי רוחב-גובה גדולים (ארוכים עם קוטר קטן) הם הנפוצים ביותר. הם יכולים להיות מרובעים או עגולים, והם מספקים תמורה מעולה וביצועים. מנועי דיסק (קצרים בקוטר גדול) מתאימים למקומות צרים ומספקים תאוצה גבוהה בשל הרוטורים בעלי האינרציה הנמוכה שלהם. שני המנועים הללו זמינים בגרסאות אטומות ובלתי אטומות.

מנועים חסרי מסגרת או אינטגרליים, מפרידים בין הרוטור והסטטור לשילוב במכונה. מנועים אלה מאפשרים עיצוב קומפקטי ומשפרים את פעולת ההנעה הישירה על ידי הגברת הדיוק והפחתת הרטט.

מנועים ליניאריים, המחליפים מנוע סיבובי רגיל ומנגנוני ההנעה הנלווים, יוצרים תנועה ליניארית ישירות. הם יכולים בו זמנית להגדיל את התפוקה והדיוק פי כמה.

גודל המנוע. גודל המנוע מבוסס בעיקר על מומנט: שיא ורציף. גודל מנועים יכול להיות מאתגר וייתכן שטעויות לא יימצאו עד מאוחר במחזור הפיתוח. מכיוון שקשה להגדיל את גודל המנוע בשלב זה, כדאי לכלול מרווח בחישובים שלך. אם אתה חדש בתהליך, כנראה שאתה צריך לסמוך על מהנדסי האפליקציות בחברות מנוע.

בחר את המשוב. התקני המשוב הנפוצים ביותר הם מקודדים ופותחים. מקודדים הם מכשירים אופטיים המייצרים רכבת פולסים. ספירת הדופק פרופורציונלית למהלך הזוויתי. הם מציעים דיוק גבוה, במיוחד ברזולוציות גבוהות. רזולוורים הם מכשירים אלקטרו-מכניים שחשים מיקום מוחלט בתוך סיבוב אחד של המנוע וידועים בקשיחותם. בחר את המתאים ביותר ליישום שלך.

לאחר בחירת סוגי חיישן המשוב, עליך לבחור את הרזולוציה שלו. בדרך כלל מקודד של 1,000 שורות או, באופן שווה ערך, פותר 12 סיביות, יספקו רזולוציה מספקת. שניהם מייצרים כ-4,000 עמדות שונות לכל סיבוב, אשר שווה ערך לרזולוציה של כ-0.1 מעלות. עם זאת, אם היישום שלך צריך רזולוציה גבוהה יותר, עליך לבחור את החיישן כראוי. מילה אחת של זהירות: הבדיל בין רזולוציה לדיוק. סרוו רבים מציעים רזולוציה לבחירה עבור משוב פותר; עם זאת, ייתכן שהדיוק (בדרך כלל בין 10 ל-40 קשת דקות) לא יושפע.

בחר את הכונן. שקול אם אתה רוצה את ספק הכוח מודולרי (נפרד) או משולב בכונן. עם שלושה כוננים או יותר מאותה משפחה בקרבת מקום, ספקי כוח מודולריים עובדים היטב. עם ציר אחד, ספקי כוח משולבים בדרך כלל מתאימים יותר. עם שני צירים, שני הפתרונות זהים בערך.

אם אתה מתכנן לסגור את הכונן, זכור כי גדלי הכוננים משתנים במידה ניכרת ועשויים להשפיע על הגודל הכולל של הציוד. בהתאם לגודל המארז, ייתכן שיהיה עליך גם לחקור אפשרויות קירור שונות.

המרת סינוס לעומת שישה שלבים

צורת גל הכוח מהכונן למנוע נוטה להגיע בשתי דרכים עבור מנועי סרוו ללא מברשות: שישה שלבים וגלי סינוס. בגל סינוס, צורת הגל הנוכחית המופקת על ידי הכונן מייצרת זרם שמתקרב לגל סינוס. זה מייצר מומנט חלק יותר ופחות חימום. שיטת ששת השלבים מייצרת גל ריבועי בן שישה מקטעים באמצעות אלקטרוניקה פשוטה. למרות שהעלות נמוכה יותר, לשישה שלבים יש פעולה גסה במהירויות נמוכות.

גמישות כוונון. כוונון, תהליך בחירת הרווחים בלולאות משוב, הכרחי לביצועים גבוהים ולשמירה על פעולה יציבה. בעבר, כוונון היה יותר אמנות מאשר מדע. כעת, כונני סרוו מודרניים מספקים שורה של כלים כדי לסייע למעצבי מכונות. כוונון אוטומטי (או כוונון עצמי), התהליך שבו הכונן מעורר את המערכת המכנית ויוצר קבוצה של רווחי לולאה, הוא כמעט סטנדרט. רוב הכוננים מוגדרים עם רווחים דיגיטליים כך שלא תצטרך מלחם או גוזם סירים (מברג קטן). ייתכן שתזדקק לשיטות המורכבות יותר רק מדי פעם, אך זמינותן מספקת אפשרויות נוספות.

כוננים אנלוגיים יכולים להיות זולים יותר, אך ייתכן שיהיה עליך להתאים לולאות על ידי התאמת פוטנציומטרים או שינוי רכיבים פסיביים. לא משנה מה תבחר, כוונון הוא חלק מעקומת הלמידה ודורש קצת לימוד והתנסות.

הניע תקשורת. כוננים רבים משתמשים באות אנלוגי כדי לספק את פקודות המהירות והמומנט. עם זאת, תקשורת דיגיטלית צוברת פופולריות, מכיוון שהיא מפחיתה את חיווט התקשורת ומגבירה את הגמישות של המערכת. כוננים רבים תואמים לרשתות כגון DeviceNet, Profibus ורשת חדשה במיוחד לבקרת תנועה בשם Sercos.

מֶתַח. שים לב שקשה להשיג מתח 110VAC ברצפת המפעל. באירופה, 460 Vac פופולרי; שימוש בכונני 230 Vac עשוי לדרוש שנאי במכונות לשימוש בחו"ל. למרבה הצער, כונני 460 Vac יכולים להיות יקרים. פשרה היא ספק הכוח האוניברסלי המשתמש במוליכים למחצה להמרת רמות מתח. עבור מערכות עם ספקי כוח מודולריים, ספק כוח אוניברסלי אחד יכול להשתמש בכל מתח מ-230 עד 480 וולט כדי להפעיל מספר צירים של 230 וואקס.

נקודה אחרונה שיש לקחת בחשבון, על ידי שימוש רק במספר קטן של משפחות כוננים במכונה, אתה מפשט את רשימת חלקי החילוף.

בחר את הבקר

בעת בחירת הבקר, בחר ציר אחד או ציר מרובה. בקרי ציר בודד משלבים בקר תנועה, כונן ולעתים קרובות ספק כוח המשולבים בחבילה אחת. במערכות צירים אחד או שניים, בקרים אלה יכולים להפחית את העלות, הגודל, החיווט ומורכבות המערכת.

בקרים מרובי צירים בדרך כלל מתאימים יותר למערכות מסובכות יותר. ראשית, הם בדרך כלל מפחיתים את העלות, במיוחד כאשר ספירת הצירים גדלה. שנית, הם מפחיתים את מורכבות המערכת מכיוון שתוכנית אחת יכולה לשלוט בכל התנועה. בקרי תנועה אלו מספקים גם גמישות רבה יותר בסינכרון מכיוון שהם בדרך כלל מאפשרים לכל ציר לקשר לכל ציר אחר, והם מאפשרים לך לשנות את הקישור במהלך הפעלת התוכנית.

לאחר בחירת הבקר שלך, תצטרך לבחור בתצורת "קופסה" או "לוח". תצורת קופסה היא בקר סגור המסוגל לפעול עצמאית. בקרי לוח מתחברים למחשבים תעשייתיים. אם כבר יש לך מחשב תעשייתי במכונה, לוח תואם יכול להפחית את העלות ולשפר את האינטגרציה של הבקרה והמכונה. אם אינכם מתכננים להשתמש במחשב תעשייתי, בדרך כלל קל יותר להוסיף את הבקר מבוסס הקופסה.

הערך את ערכת התכונות

לבסוף, הערך את תכונות הבקר. שקול את הפונקציות שנדונו עד כה: הילוך, מצלמה, רישום במהירות גבוהה ומתגי גבול הניתנים לתכנות. רוב הבקרים מציעים תכונות אלה בצורה כלשהי, אך יש להשוות את הפרטים הספציפיים לצרכים של האפליקציה שלך. האם אתה צריך לשנות יחסי העברה במהלך הפעולה? האם אתה צריך לשנות את פרופילי המצלמה תוך כדי תנועה? איזה דיוק רישום אתה צריך? האם אתה דורש שינוי מהירות או מיקום יעד במהלך הפעולה? האם הבקר תומך במספיק צירים עבור יישום זה? האם זה יתאים לגרסאות עתידיות של המכונה שלך?

התמודדות עם עלות

העלות של רכיבי סרוו היא לרוב גבוהה מזו של הרכיבים המכניים שהם מחליפים. עם זאת, כמה גורמים חשובים מפחיתים את העלות הגבוהה הזו. לדוגמה, ביטול התקנים מכניים מורכבים יכול להפחית את העלות הכוללת ואת גודל המכונה, מה שיכול להגדיל את ערך המערכת. בקר הסרוו מחליף לעתים קרובות PLC; במקרה זה, ניתן לקזז את כל עלות ההמרה לסרוו. הגמישות הנוספת עשויה להפחית את מספר דגמי המכונות, או התהליכים הנדרשים לייצור קו מכונות, ובכך להפחית את עלויות הייצור.

שיקולים כלליים

מעבר לפונקציות התנועה, יש שאלות נוספות לשאול. האם השפה מסוגלת לתמוך בתהליכים שלך? האם זה כל כך מורכב שתצטרך להשקיע זמן מופרז בלימוד זה? האם המוצר תומך בריבוי משימות? טכניקה המאפשרת לך לכתוב תוכניות שונות עבור תהליכים שונים, ריבוי משימות מפשט את התכנות של מכונות מורכבות.

על כל השאלות הללו יכול להיות קשה לענות, במיוחד אם אתה חדש בבקרת תנועה אלקטרונית. רוב החברות שמציעות בקרים תומכות בהם היטב. במהלך תהליך הבחירה, שאל שאלות רבות. זה לא רק עוזר לך להעריך את המוצר, זה עוזר לך להעריך את התמיכה. לבסוף, שקול את עתיד פעילות הפיתוח בחברה שלך. בחר ספקים שיכולים לספק מוצרים ותמיכה כעת ובמהלך השנים הקרובות.