Müşteriler daha az bakım ve ekipman büyüklüğü ve daha hızlı verim ve makine kurulumu talep eder. Bu gereksinimleri karşılamak için, ekipman üreticileri mekanik bileşenler üzerinde servo kontrollü hareket seçiyorlar.

Hareket kontrolü, bir makinenin yeteneklerini ve sınırlamalarını tanımlar. Bu nedenle, verimini ve esnekliğini en üst düzeye çıkarmak ve bakımı azaltmak için genellikle hareketin o makinede nasıl kontrol edildiğini yükseltmelisiniz. Geleneksel kontrol tasarımlarından ve cihazlardan servo kontrolüne dönüştürmenin çoğu neden bu avantajlardan birini veya daha fazlasını elde etmektir:

• Verimi artırın. Servomotorlar yüksek hızlanma oranları ve hızları üretir.
• Doğruluğu artırın. Servolar, hızlı hareket eden bir parçayı işlemek için gerekli yüksek doğruluğu sunabilir.
• Esnekliği artırın. Servolar geleneksel mekanik bileşenlerin elektronik versiyonlarını sunar. Örneğin, elektronik kam profilleri neredeyse anında değiştirilebilir. Programlanabilir hareket profilleri, değişen ürün boyutuna ve yapılandırmasına göre ayarlanabilir. Elektronik “dişli” oranları farklı makine hızlarını karşılamak için değişebilir. Ayrıca elektronik dişli ile motorlar, uzun şaft, dişliler ve kayışlara olan ihtiyacı ortadan kaldırdıkları için uygulamaya uygun herhangi bir yere yerleştirilebilir.

Ek olarak, bir elektriksel “çizgi mili” neredeyse sınırsız sayıda eksene bağlanabilir. Birden çok konfigürasyona sahip makineler için, ek hareket eksenlerinin ek mekanik bağlantılar gerektirmediği anlamına gelir.

Servolar ayrıca mevcut artan bilgiler nedeniyle esneklik ekler. Örneğin, birçok Servo denetleyicisi, sorun gidermeye yardımcı olan bir hata ve hata koşulları geçmişini depolar. Çoğu servo sistemi, performans analizi için osiloskop tarzı diyagramlar da gösterebilir. • Bakımı azaltın. Servolar, bir makinedeki mekanik parça sayısını azaltmaya yardımcı olur. Elektronik dişliler kayışların yerini alır. Elektronik kamlar aşınmadan etkilenmez. Elektronik limit anahtarlarının ara sıra yeniden ayarlama veya değiştirme gerekmez.

Servolar belirli miktarda çalışma ve deneyim gerektirir. Servo kontrolünde yeniyseniz, ilk sisteminizi seçmek ve uygulamak için biraz zaman harcamanızı bekleyin. (Servo terminolojisi hakkında bir not: Kelime denetleyicisi birkaç kullanım bulur. Sistem veyahareketDenetleyici normalde hareketi kontrol eden programı çalıştırır; .motorDenetleyici bir tane kontrol edermotor. Karışıklığı azaltmak için motor kontrolörlerine sürücüler olarak atıfta bulunacağız).

Uygulama Boyutlandırma ve Seçim

Servo bileşenlerinin seçilmesi ve boyutlandırılması, bileşen sayısı nedeniyle karmaşık görünebilir: motorlar, sürücüler, denetleyici ve endüstriyel bir PC veya PLC olasılığı. Arka planınız mekanik ise, bu korkutucu olabilir. Neyse ki, şirketler - bileşen tedarikçileri ve kontrol sistemi entegratörleri - bu bileşenleri bir araya getirmenin yanı sıra başvuru yardımı sunuyor. Kendin yapmak veya bir paket satın almak olsun, temel süreç:

İlk olarak, motoru seçin. Motor şeklini seçerek motor seçimini başlatın. Büyük en boy oranlarına sahip motorlar (küçük çaplı uzun) en yaygın olanlardır. Kare veya yuvarlak olabilirler ve mükemmel değer ve performans sağlarlar. Disk motorları (büyük çaplı kısa) sıkı yerlere sığar ve düşük aralıklı rotorları nedeniyle yüksek hızlanma sağlar. Bu motorların her ikisi de mühürlü ve mühürsüz versiyonlarda mevcuttur.

Çerçevesiz veya entegre motorlar, makineye entegrasyon için rotor ve statoru ayırın. Bu motorlar kompakt tasarımı mümkün kılar ve doğruluğu artırarak ve titreşimi azaltarak doğrudan sürücü işlemini geliştirir.

Standart bir döner motorun ve ilişkili tahrik mekanizmalarının yerini alan doğrusal motorlar doğrudan doğrusal hareket oluşturur. Verim ve doğruluğu birkaç kez aynı anda artırabilirler.

Motoru Boyutun. Motor boyutu öncelikle torka dayanır: zirve ve sürekli. Boyutlandırma motorları zor olabilir ve geliştirme döngüsünün sonuna kadar hatalar bulunamayabilir. Motor boyutunun artması zor olabileceğinden, hesaplamalarınıza marj eklemek akıllıca olacaktır. Süreçte yeniyseniz, muhtemelen motor şirketlerindeki uygulama mühendislerine güvenmelisiniz.

Geri bildirimi seçin. En yaygın geri bildirim cihazları kodlayıcılar ve çözücülerdir. Kodlayıcılar, bir darbe treni üreten optik cihazlardır. Nabız sayısı açısal hareketle orantılıdır. Özellikle yüksek çözünürlüklerde yüksek doğruluk sunarlar. Çözücüler, motorun bir devrimi içinde mutlak pozisyonu algılayan ve sağlamlıklarıyla tanınan elektro-mekanik cihazlardır. Başvurunuza en uygun olanı seçin.

Geri bildirim sensörünün türlerini seçtikten sonra, çözünürlüğünü seçmeniz gerekir. Genellikle 1.000 satır kodlayıcı veya eşdeğer olarak 12 bitlik bir çözümleyici yeterli çözünürlük sağlayacaktır. Her ikisi de devrim başına yaklaşık 4.000 farklı pozisyon üretir, bu da yaklaşık 0.1 derece çözünürlüğe eşdeğerdir. Ancak, uygulamanızın daha yüksek çözünürlüğe ihtiyacı varsa, sensörü uygun şekilde seçmelisiniz. Bir Dikkat Kelimi: Çözünürlük ve doğruluk arasında ayrım yapın. Birçok servo, çözücü geri bildirimi için seçilebilir çözünürlük sunar; Bununla birlikte, doğruluk (genellikle 10 ila 40 ark-min) etkilenmeyebilir.

Sürücüyü seçin. Güç kaynağının modüler (ayrı) veya bir sürücüye entegre olmasını isteyip istemediğinizi düşünün. Aynı ailenin üç veya daha fazla sürücüsü yakınken, modüler güç kaynakları iyi çalışır. Bir eksenle, entegre güç kaynakları genellikle daha iyi uyur. İki eksenle, her iki çözüm de aynıdır.

Sürücüyü kaplamayı planlıyorsanız, sürücü boyutlarının önemli ölçüde değiştiğini ve ekipmanın toplam boyutunu etkileyebileceğini unutmayın. Muhafazanın boyutuna bağlı olarak, çeşitli soğutma seçeneklerini de araştırmanız gerekebilir.

Sinüs komisyonu ve altı adımlı

Sürücüden motora güç dalgası formu, fırçasız servo motorlar için iki şekilde gelir: altı adım ve sinüs dalgası. Sinüs dalgasında, sürücü tarafından üretilen mevcut dalga formu, bir sinüs dalgasına yaklaşan bir akım üretir. Bu, daha pürüzsüz tork ve daha az ısıtma üretir. Altı aşamalı yöntem, basit elektronikler kullanarak altı segmentli bir kare dalga üretir. Maliyette daha düşük olmasına rağmen, altı adımda düşük hızlarda kabaca çalışmaya sahiptir.

Ayar esnekliği. Geri bildirim döngülerinde kazanç seçme işlemi olan ayarlama, yüksek performans ve istikrarlı çalışmayı sürdürmek için gereklidir. Geçmişte, ayarlama bilimden daha fazla sanattı. Şimdi, modern servo sürücüler, makine tasarımcılarına yardımcı olmak için bir dizi araç sağlıyor. Sürücünün mekanik sistemi heyecanlandırdığı ve bir dizi döngü kazanımı ürettiği işlem neredeyse bir standarttır. Çoğu sürücü dijital kazançlarla ayarlanır, böylece bir lehimleme demirine veya bir tencere düzelticisine (küçük tornavida) ihtiyacınız olmayacaktır. Daha karmaşık yöntemlere sadece ara sıra ihtiyacınız olabilir, ancak bunları kullanıma sahip olmak daha fazla seçenek sağlar.

Analog sürücüler daha ucuz olabilir, ancak potansiyometreleri ayarlayarak veya pasif bileşenleri değiştirerek döngüleri ayarlamanız gerekebilir. Hangi seçiminiz olursa olsun, ayarlama öğrenme eğrisinin bir parçasıdır ve biraz çalışma ve deney gerektirir.

İletişim. Birçok sürücü, hız ve tork komutlarını sağlamak için bir analog sinyal kullanır. Bununla birlikte, dijital iletişim popülerlik kazanıyor, çünkü iletişim kablolarını azaltır ve sistemin esnekliğini artırır. Birçok sürücü, DeviceNet, Profibus ve özellikle SERCOS adı verilen hareket kontrolü için yeni bir ağ gibi ağlarla uyumludur.

Gerilim. 110 VAC gücünün fabrika tabanına gelmesi zor olabileceğini unutmayın. Avrupa'da 460 VAC popülerdir; 230 VAC sürücüsünün kullanılması, yurtdışında kullanım için makinelerde bir transformatör gerektirebilir. Ne yazık ki, 460 VAC sürücüsü pahalı olabilir. Uzlaşma, voltaj seviyelerini dönüştürmek için güç yarı iletkenlerini kullanan evrensel güç kaynağıdır. Modüler güç kaynaklarına sahip sistemler için, bir evrensel güç kaynağı, birkaç 230 VAC eksenine güç vermek için 230 ila 480 VAC arasında herhangi bir voltajı kullanabilir.

Bir makinede sadece az sayıda sürücü ailesini kullanarak, yedek parçalar listesini basitleştirirsiniz.

Denetleyiciyi seçin

Denetleyiciyi seçerken, tek eksenli veya çok eksen seçin. Tek eksenli kontrolörler bir hareket denetleyicisini, sürücüyü ve genellikle bir pakete entegre bir güç kaynağını birleştirir. Bir veya iki eksenli sistemlerde, bu denetleyiciler maliyet, boyut, kablolama ve sistem karmaşıklığını azaltabilir.

Çok eksenli kontrolörler genellikle daha karmaşık sistemlere daha uygundur. İlk olarak, özellikle eksen sayısı büyüdükçe genellikle maliyeti azaltırlar. İkincisi, sistem karmaşıklığını azaltırlar çünkü bir program tüm hareketi kontrol edebilir. Bu hareket denetleyicileri ayrıca genellikle herhangi bir eksenin başka bir eksenle bağlantısına izin verdikleri için senkronizasyonda daha fazla esneklik sağlar ve program yürütme sırasında bu bağlantıyı değiştirmenize izin verirler.

Denetleyici seçiminizden sonra, bir “kutu” veya “kart” yapılandırması seçmeniz gerekir. Kutu yapılandırması, bağımsız işlem yapabilen kapalı bir denetleyicidir. Kartı denetleyicileri endüstriyel bilgisayarlara takılır. Makinede zaten bir endüstriyel bilgisayarınız varsa, uyumlu bir kart maliyeti azaltabilir ve kontrol ve makinenin entegrasyonunu artırabilir. Endüstriyel bir bilgisayar kullanmayı planlamıyorsanız, kutu tabanlı denetleyiciye eklemesi genellikle daha kolaydır.

Özellik setini değerlendirin

Son olarak, denetleyici özelliklerini değerlendirin. Şimdiye kadar tartışılan işlevleri göz önünde bulundurun: dişli, kamera, yüksek hızlı kayıt ve programlanabilir sınır anahtarları. Çoğu denetleyici bu özellikleri bir şekilde sunar, ancak özellikler uygulamanızın ihtiyaçları ile karşılaştırılmalıdır. Çalışma sırasında dişli oranlarını değiştirmeniz mi gerekiyor? CAM profillerini anında değiştirmeniz gerekiyor mu? Hangi kayıt doğruluğuna ihtiyacınız var? Çalışma sırasında hız veya hedef pozisyonda bir değişiklik gerekiyor mu? Denetleyici bu uygulama için yeterli ekseni destekliyor mu? Makinenizin gelecekteki sürümlerine uyacak mı?

Maliyetle uğraşmak

Servo bileşenlerinin maliyeti genellikle değiştirdikleri mekanik bileşenlerden daha yüksektir. Bununla birlikte, bazı önemli faktörler bu daha yüksek maliyeti azaltmaktadır. Örneğin, karmaşık mekanik cihazların ortadan kaldırılması, toplam maliyeti ve makinenin boyutunu azaltabilir, bu da sistemin değerini artırabilir. Servo denetleyicisi genellikle bir PLC'nin yerini alır; Bu durumda, servolara dönüştürmenin tüm maliyeti dengelenebilir. Eklenen esneklik, makine modellerinin sayısını veya bir dizi makine üretmek için gereken işlemleri azaltabilir, böylece üretim maliyetlerini azaltabilir.

Genel düşünceler

Hareket işlevlerinin ötesinde, sorulması gereken başka sorular da var. Dil süreçlerinizi destekleyebilir mi? O kadar karmaşık mı, öğrenmek için aşırı zaman harcamanız gerekecek mi? Ürün çoklu görevi destekliyor mu? Farklı işlemler için farklı programlar yazmanıza izin veren bir teknik, çoklu görev karmaşık makinelerin programlanmasını basitleştirir.

Tüm bu soruları cevaplamak zor olabilir, özellikle de elektronik hareket kontrolünde yeniyseniz. Kontrolörler sunan çoğu şirket onları iyi destekler. Seçim süreciniz sırasında birçok soru sorun. Sadece ürünü değerlendirmenize yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda desteği değerlendirmenize yardımcı olur. Son olarak, şirketinizdeki geliştirme faaliyetinin geleceğini düşünün. Önümüzdeki yıllarda ürün ve destek sağlayabilecek satıcıları seçin.