A supressão da vibração reduz drasticamente o tempo de acomodação.

Em uma operação de pick-and-place de alta velocidade, o tempo de acomodação é inimigo da produtividade. A velocidade é essencial para montagens de alto volume. No entanto, a velocidade também cria problemas.

Em uma operação de pegar e colocar, por exemplo, mover-se rapidamente de um lado para o outro e parar rapidamente gera vibrações. Para selecionar ou posicionar uma peça com qualquer tipo de precisão, a máquina deve fazer uma pausa, mesmo que por apenas uma fração de segundo, até que as vibrações parem. Isso é conhecido como tempo de acomodação e, em uma operação de alto volume, esses milissegundos podem aumentar.

Considere uma operação curta de pegar e colocar, 200 milímetros de largura, 100 milímetros para baixo e vice-versa. Cada movimento horizontal leva 0,5 segundos com um tempo de acomodação de 0,05 segundos, e cada movimento vertical leva 0,2 segundos com um tempo de acomodação de 0,05 segundos. Isso se traduz em 1,6 segundos por peça, 37,5 peças por minuto ou 2.250 peças por hora. Se cada parte valer US$ 0,1, a operação estará produzindo US$ 225 em receita por hora.

Se o tempo de acomodação puder ser reduzido de 0,05 para 0,004 segundos, a mesma operação de coleta e colocação agora leva 1,416 segundos. Isso se traduz em 42,37 peças por minuto ou 2.542 peças por hora. Agora, a mesma operação está gerando receita de US$ 254,24 por hora – US$ 29,24 a mais. Em uma operação de dois turnos, seis dias por semana, economizar apenas 0,184 segundo no tempo de liquidação se traduz em US$ 140.353 em receita adicional por ano!

Os engenheiros de automação podem resolver o problema da vibração e da ressonância da máquina de diversas maneiras. Mecanicamente, eles podem projetar uma máquina com componentes robustos, tolerâncias restritas e folga mínima.

Em geral, você deseja que o motor seja acoplado o mais próximo e firmemente possível à carga. Você deseja minimizar a conformidade mecânica em seu sistema. Qualquer peça móvel entre o eixo do motor e a carga, como um acoplamento ou caixa de engrenagens, causa complacência. Todos esses componentes são suscetíveis ao calor, fricção e desgaste.

Os engenheiros também podem resolver o problema eletronicamente através do amplificador em um sistema servo-acionado.

Os filtros são uma maneira de fazer isso. Os filtros passa-baixa atenuam vibrações entre 1.000 e 5.000 hertz. Os filtros Notch controlam vibrações entre 500 e 1.000 hertz.

O problema com os filtros é que eles limitam sua largura de banda. Isso limita o quão firmemente você pode ajustar o sistema.

Outra forma de resolver o problema é através da supressão de vibrações. O servo amplificador Sigma-5 da Yaskawa apresenta um algoritmo exclusivo para isso. O algoritmo pode suprimir vibrações de 50 hertz ou menos sem comprometer a largura de banda.

A chave é o encoder de alta resolução de 20 bits acoplado ao servomotor. Com mais de 1 milhão de contagens por rotação do eixo do motor, o codificador pode detectar até mesmo pequenas vibrações transmitidas através de uma correia ou parafuso esférico.

O algoritmo recebe sinais de velocidade e torque do codificador e ajusta o sinal de comando para o movimento. Digamos que você esteja comandando um perfil trapezoidal regular – acelere, corra a uma determinada velocidade e depois pare. O amplificador seguirá o movimento comandado com a maior precisão possível. Mas, durante o movimento, todos os tipos de vibração tentarão desviar o motor de seu caminho. O algoritmo de supressão de vibração conhece a forma de onda dessa vibração e ajusta o sinal de comando na direção oposta, essencialmente cancelando-o.

A supressão da vibração reduz drasticamente o tempo de acomodação, o que se traduz em maior rendimento. Também permite que os engenheiros projetem mecanismos menores e mais leves, o que reduz o custo geral da máquina.

Menos vibração também significa menos desgaste da máquina. Sua máquina funcionará de maneira mais suave e silenciosa e, em última análise, durará mais.