Подавление вибрации значительно сокращает время стабилизации.

В высокоскоростной операции по перемещению и установке время стабилизации является врагом производительности. Скорость имеет важное значение для крупносерийной сборки. Однако скорость также создает проблемы.

Например, при работе с захватом и размещением быстрое перемещение из стороны в сторону и остановка на месте создают вибрации. Чтобы захватить или разместить деталь с любой точностью, машина должна остановиться, даже на долю секунды, пока вибрации не прекратятся. Это известно как время стабилизации, и при работе с большим объемом эти миллисекунды могут складываться.

Рассмотрим короткую операцию «поднять и разместить», 200 миллиметров в ширину, 100 миллиметров вниз и обратно. Каждое горизонтальное перемещение занимает 0,5 секунды со временем стабилизации 0,05 секунды, а каждое вертикальное перемещение занимает 0,2 секунды со временем стабилизации 0,05 секунды. Это соответствует 1,6 секунды на деталь, 37,5 деталей в минуту или 2250 деталей в час. Если каждая деталь стоит 0,1 доллара, операция приносит 225 долларов дохода в час.

Если время урегулирования можно сократить с 0,05 до 0,004 секунды, то та же операция по перемещению теперь занимает 1,416 секунды. Это соответствует 42,37 детали в минуту или 2542 детали в час. Теперь та же операция приносит доход в размере 254,24 доллара в час — на 29,24 доллара больше. При двухсменной работе шесть дней в неделю экономия всего 0,184 секунды времени урегулирования означает 140 353 доллара дополнительного дохода в год!

Инженеры по автоматизации могут решать проблему вибрации и резонанса машин несколькими способами. С точки зрения механики они могут спроектировать машину с прочными компонентами, жесткими допусками и минимальным люфтом.

В общем, вы хотите, чтобы двигатель был соединен с нагрузкой как можно ближе и плотнее. Вы хотите минимизировать механическую податливость в вашей системе. Любая движущаяся часть между валом двигателя и нагрузкой, например, муфта или коробка передач, вызывает податливость. Все эти компоненты подвержены нагреву, трению и износу.

Инженеры также могут решить эту проблему электронным способом, используя усилитель в системе с сервоприводом.

Фильтры — один из способов сделать это. Фильтры нижних частот ослабляют вибрации в диапазоне от 1000 до 5000 герц. Режекторные фильтры контролируют вибрации в диапазоне от 500 до 1000 герц.

Проблема фильтров в том, что они ограничивают вашу пропускную способность. Это ограничивает то, насколько точно вы можете настроить систему.

Другой способ решения проблемы — подавление вибрации. Сервоусилитель Sigma-5 от Yaskawa имеет уникальный алгоритм именно для этого. Алгоритм может подавлять вибрации частотой 50 Гц или ниже без ущерба для полосы пропускания.

Ключевым моментом является 20-битный кодер высокого разрешения, соединенный с серводвигателем. С более чем 1 миллионом отсчетов на оборот вала двигателя кодер может обнаруживать даже небольшие вибрации, передаваемые через ремень или шарико-винтовую передачу.

Алгоритм берет сигналы скорости и крутящего момента от энкодера и корректирует командный сигнал для движения. Допустим, вы командуете обычным трапециевидным профилем — ускориться, бежать с определенной скоростью, а затем остановиться. Усилитель будет следовать этому командному движению как можно точнее. Но во время движения все виды вибрации будут пытаться столкнуть двигатель с его пути. Алгоритм подавления вибрации знает форму волны этой вибрации и корректирует командный сигнал в противоположном направлении, по сути, отменяя его.

Подавление вибрации значительно сокращает время стабилизации, что приводит к повышению производительности. Это также позволяет инженерам проектировать более мелкие и легкие механизмы, что снижает общую стоимость машины.

Меньше вибрации также означает меньший износ машины. Ваша машина будет работать более плавно и тихо, и в конечном итоге она прослужит дольше.