Titreşimin Bastırılması Yerleşme Süresini Önemli Ölçüde Azaltır.

Yüksek hızlı bir alma-yerleştirme operasyonunda, yerleşme süresi verimliliğin düşmanıdır. Yüksek hacimli montaj için hız olmazsa olmazdır. Ancak hız aynı zamanda sorunlara da yol açar.

Örneğin, bir alma-yerleştirme işleminde, bir taraftan diğer tarafa hızla hareket edip ani bir duruş, titreşimlere neden olur. Bir parçayı herhangi bir hassasiyetle almak veya yerleştirmek için, titreşimler durana kadar makinenin, saniyenin çok küçük bir kısmı da olsa, durması gerekir. Bu, yerleşme süresi olarak bilinir ve yüksek hacimli bir işlemde bu milisaniyeler birikebilir.

200 milimetre eninde, 100 milimetre aşağı ve geri olmak üzere kısa bir al-yerleştir operasyonunu ele alalım. Her yatay hareket 0,5 saniye sürer ve 0,05 saniyelik bir yerleşme süresine sahip olur; her dikey hareket ise 0,2 saniye sürer ve 0,05 saniyelik bir yerleşme süresine sahip olur. Bu, parça başına 1,6 saniye, dakikada 37,5 parça veya saatte 2.250 parça anlamına gelir. Her parçanın değeri 0,1 dolarsa, operasyon saat başına 225 dolar gelir üretiyor demektir.

Yerleşme süresi 0,05 saniyeden 0,004 saniyeye düşürülebilirse, aynı alma ve yerleştirme işlemi artık 1,416 saniye sürüyor. Bu, dakikada 42,37 parça veya saatte 2.542 parça anlamına geliyor. Aynı işlem artık saatte 254,24 dolar gelir sağlıyor; yani 29,24 dolar daha fazla. Haftada altı gün çalışan iki vardiyalı bir operasyonda, yerleşme süresinden sadece 0,184 saniye tasarruf etmek, yılda 140.353 dolar ek gelir anlamına geliyor!

Otomasyon mühendisleri, titreşim ve makine rezonansı sorununu çeşitli yollarla çözebilirler. Mekanik olarak, sağlam bileşenlere, sıkı toleranslara ve minimum boşluğa sahip bir makine tasarlayabilirler.

Genel olarak, motorun yüke mümkün olduğunca yakın ve sıkı bir şekilde bağlanmasını istersiniz. Sisteminizdeki mekanik uyumluluğu en aza indirmek istersiniz. Motor şaftı ile yük arasında bulunan herhangi bir hareketli parça (örneğin, kaplin veya dişli kutusu) uyuma neden olur. Tüm bu bileşenler ısıya, sürtünmeye ve aşınma ve yıpranmaya karşı hassastır.

Mühendisler servo tahrikli bir sistemde amplifikatör aracılığıyla sorunu elektronik olarak da çözebilirler.

Filtreler bunu yapmanın bir yoludur. Alçak geçiren filtreler 1.000 ila 5.000 hertz arasındaki titreşimleri zayıflatır. Çentik filtreleri ise 500 ila 1.000 hertz arasındaki titreşimleri kontrol eder.

Filtrelerin sorunu, bant genişliğinize bir sınır koymalarıdır. Bu, sistemi ne kadar sıkı bir şekilde ayarlayabileceğinizi sınırlar.

Sorunu çözmenin bir başka yolu da titreşim bastırmadır. Yaskawa'nın Sigma-5 servo amplifikatörü, tam da bu amaçla benzersiz bir algoritmaya sahiptir. Algoritma, bant genişliğinden ödün vermeden 50 hertz veya daha düşük frekanslardaki titreşimleri bastırabilir.

Anahtar, servo motora bağlı 20 bitlik, yüksek çözünürlüklü kodlayıcıdır. Motor şaftının her dönüşünde 1 milyondan fazla sayımı olan kodlayıcı, kayış veya bilyalı vida aracılığıyla iletilen en küçük titreşimleri bile algılayabilir.

Algoritma, kodlayıcıdan hız ve tork sinyallerini alır ve komut sinyalini harekete göre ayarlar. Diyelim ki normal bir trapezoidal profil komutu veriyorsunuz: hızlanın, belirli bir hızda ilerleyin ve sonra durun. Amplifikatör, komut edilen hareketi mümkün olduğunca sıkı bir şekilde takip edecektir. Ancak hareket sırasında, her türlü titreşim motoru yolundan çıkarmaya çalışacaktır. Titreşim bastırma algoritması, bu titreşimin dalga formunu bilir ve komut sinyalini ters yönde ayarlayarak esasen onu etkisiz hale getirir.

Titreşimin bastırılması, yerleşme süresini önemli ölçüde azaltır ve bu da daha yüksek verim anlamına gelir. Ayrıca, mühendislerin daha küçük ve daha hafif mekanizmalar tasarlamalarına olanak tanır ve bu da makinenin genel maliyetini düşürür.

Daha az titreşim, makinede daha az aşınma ve yıpranma anlamına gelir. Makineniz daha sorunsuz ve sessiz çalışacak ve sonuç olarak daha uzun ömürlü olacaktır.