Témata
Reklama

Aplikační moduly - flexibilní řešení řízení pohybu

Řada servopohonů Sigma II Servo System firmy Yaskawa je navržena tak, aby pokryla celou škálu úloh řízení pohybu v průmyslových aplikacích včetně nezbytných komunikací. V následujícím textu je stručně popsána metoda, kterou výrobce zvolil pro rozšíření funkcí pohonů řady Sigma II.

Dodatečné funkce - tj. funkce zahrnující různé způsoby polohování a komunikace s nadřízenými systémy, jsou realizovány pomocí aplikačních modulů. Zmíněná struktura mimo jiné umožňuje snížení ceny zařízení tím, že eliminuje propojovací kabely mezi polohovacím řídicím systémem a pohonem, zjednodušuje kabeláž systému pomocí standardní průmyslové sběrnice, zjednodušuje uvedení do chodu pomocí různých - zejména softwarových - nástrojů a minimalizuje zastavěnou plochu rozváděče.
Použití společných motorů a pohonů pro celou řadu aplikací snižuje požadavky na sortiment náhradních dílů a počet skladových položek ve výrobě. Řada pohonů Sigma II je k dispozici v 30 různých velikostech s maximálním krouticím momentem v rozsahu 0,01 až 692 Nm. Lineární motory s max. silou 6000 N jsou v provedení s inkrementálním nebo absolutním snímačem natočení a v provedení s brzdou nebo s převodovkou.
Všechny aplikační moduly jsou vybaveny společným digitálním rozhraním s pohonem libovolné velikosti. Servosmyčky, příprava trajektorie, sekvenční a logické funkce s integrovanými vstupy a výstupy jsou sdruženy do jednoho samostatného modulu.
Konfigurovatelné aplikační moduly jsou koncipovány tak, že uživatel není nucen programovat funkce modulu, ale konfiguruje aplikační modul podle svých požadavků pomocí tabulky parametrů. Parametry obsahují údaje, jako je vzdálenost, rychlost, vstup/výstup apod. Podpůrný software usnadňuje nastavení parametrů. Programovatelné aplikační moduly naproti tomu mají schopnost uložit do paměti program, sestavený uživatelem. Tento program potom definuje chování modulu. Výrobce poskytuje několik programovacích jazyků pro sestavení aplikačních programů. Jazyky využívají grafického zobrazení sekvence pohybů pomocí ikon, nebo připomínají jazyky programování PLC. Tento decentralizovaný přístup snižuje zatížení systémových prostředků a zvyšuje celkový výkon zařízení. Během zapínací sekvence servopohon automaticky rozpozná připojený motor a konfiguruje se. Rovněž v této fázi identifikuje připojení aplikačního modulu a celé zařízení je správně inicializováno. Mimo jiné i z těchto důvodů je použití plně digitálních pohonů zárukou vysoké spolehlivosti kompletního zařízení.
Reklama
Reklama
Reklama

Sigma II Indexer NS600

Toto zařízení výrobce označuje jako "konfigurovatelný systém pro polohové řízení jedné souřadnice". Jeho funkce zahrnují mj. polohování, přesné řízení rychlosti, podmíněné odjetí programovaného profilu v závislosti na rychlém vstupu.
K první funkci modulu patří pracovní režimy ovládané digitálním vstupem/výstupem.
U indexování je v paměti modulu uloženo až 128 přímo adresovatelných tzv. programových kroků. Každý z těchto kroků dovoluje zadat obvyklé parametry pohybu jako absolutní či inkrementální dráhu či rychlost a vazbu s rychlým digitálním vstupem. Rozjezdové i brzdicí rampy lze zadat individuálně. Pro najetí referenčního bodu jsou k dispozici tři různé algoritmy. Jednotlivé programové kroky lze sdružovat do programů. Jsou k dispozici prostředky k realizaci programových smyček, časových zpoždění apod. Jog a najetí do referenčního bodu jsou další pracovní režimy ovládané digitálními vstupy/výstupy.
K další funkci modulu patří pracovní režimy ovládané povely pro sériový port. Tyto režimy zahrnují indexované pohyby podle paměti programových kroků. Jedná se o nastavení tabulky programových kroků, Jog, ovládání pěti programovatelných výstupů včetně spínačů aktivovaných v různých pracovních zónách, tři algoritmy najetí referenčního bodu, zápis a čtení parametrů NS600 i pohonu, či funkce monitorovací, kde lze sledovat vstup/výstup, moment, rychlost, polohu apod.
Servopohon osazený aplikačním modulem NS600 může být připojen k nadřízenému systému jako periferní zařízení PLC. Toto uspořádání přibližuje obr. 2.
V tomto uspořádání je vstup/výstup indexeru NS600 využíván řídicím systémem PLC k adresaci a skutečnému vyvolání jednoho nebo více "programů" či skupin předem naprogramovaných pohybů. Pro ovládání servem řízené osy z PLC se požívají různé signály na úrovni 24 Vdc, jako například start-stop pohybu, přerušení pohybu, najetí reference, dosažení polohy atd.
Jiná struktura, kde servem řízená osa je fakticky periferním zařízením počítače nebo inteligentního terminálu, je naznačena na obr. 3. Toto řešení poskytuje nadřízenému systému kompletní přístup k parametrům, monitorovacím informacím a konfiguraci programů indexerů jednotlivých os. Indexer lze snadno nastavit pro různé rychlosti sériové komunikace.

Komunikační modul DeviceNet-NS300

Aplikační oblasti tohoto modulu zahrnují polohování souřadnice, přesné řízení rychlosti pohybu a pohybové profily podmíněné externím vstupem.
Mezi elementární pohybové funkce zejména patří krokování, kde v parametrech je zapsána velikost kroku, dále pak funkce Jog - tj. nepřetržitý posuv, pokud trvá ovládací signál, polohování podle tabulky cílů, kdy v paměti lze uložit 50 poloh, jednoduché polohování, kdy souřadnice cíle komunikuje přes sběrnici DeviceNet. K dalším funkcím patří polohování s volitelným spínáním výstupů v závislosti na poloze, polohování závislé na externím vstupu či indexování na cíle dané číslem stanice atd.
Struktura je vidět z obr. 4. Sběrnice DeviceNet se vyznačuje deterministickým způsobem komunikace. Z toho důvodu je vhodná pro aplikace v řízení, kde je vyžadována zaručená doba odezvy. Zprávy pro modul NS300 mají délku 8 bajtů a jsou součástí datového rámce zprávy DeviceNet(.

Sigma II Modul Profibus DP-NS500

Pro funkci tohoto modulu a strukturu řídicího stému v blokovém zobrazení platí vše, co bylo řečeno o modulu NS300.
Komunikace s modulem NS500 probíhá pomocí dvou typů zpráv. Zprávy odpovídají standardu Profibus FDL Frame Format. Délka datového pole zprávy je 8 bajtů.

MP940 - řídicí systém pro 1,5 osy

Jedná se o programovatelný aplikační modul. Pojem "řízení jeden a půl osy" je nutno chápat tak, že osu poháněnou pohonem Sigma II lze řídit nejen na základě programu uloženého v paměti modulu, ale i na základě informace o úhlu natočení další, vedoucí osy. Modul MP940 je navíc vybaven výkonným PLC automatem. Škála funkcí modulu je velmi rozsáhlá a zahrnuje polohování, otáčkové a momentové řízení motoru včetně možnosti přepínání režimů řízení za chodu. Funkce využívající řídicí osy zahrnují elektronické kopírování, převody, hřídele a vačky.
Funkce modulu nelze smysluplně popsat na malém prostoru. Může být však zajímavé naznačit některé aplikace, pro které byl modul navrhován.
Aplikace etiket na výrobky - v této aplikaci se přiblížením produktu spustí pohybový profil, který zajistí přilepení etikety na produkt pomocí válcové hlavy, poháněné servopohonem.
Řezání fólie na přesné délky - rychlý registrační vstup MP940 se využívá k přesné synchronizaci pohybu nože s tištěnou značkou na fólii.
Přesné navíjení vlákna - vlákno se navíjí na válec, který se otáčí konstantní rychlostí. Ukládání vlákna na buben se řídí mechanismem, který je poháněn kuličkovým šroubem. Pohyb mechanismu se zpomaluje tak, jak se materiál navíjí na buben. Rovněž je nutno, aby na konci jedné vrstvy mechanismus velmi rychle vykonal zpětný pohyb.
Synchronizace dopravníků - MP940 se využívá v situaci, kdy je zapotřebí výrobek, který přichází do procesu s náhodným umístěním na dopravním pásu, umístit v přesných polohách na odchozím pásu, např. za účelem balení.
Odvíjení pásového materiálu - zde lze využít analogového výstupu MP940 k řízení rychlosti odvíjecího válce pro udržení konstantní zásoby materiálu pro jeho přesné řezání na délku.
Elektronická vačka - všechny stroje, které ke své funkci používají konvenční vačky, mohou využít této funkce MP940. Hřídel pohánějící vačku je nahrazena řídicím snímačem natočení a servopohon se pohybuje podle naprogramovaného profilu stejně jako mechanická vačka.
Profil vačky se může skládat až z 20 segmentů na 360° natočení vačkové hřídele. V každém segmentu lze naprogramovat tvar vačky s použitím mnoha různých funkcí.
Elektronická vačka je idálním řešením pro periodické akce, zvláště v aplikacích jako letmé nůžky, rotační nože a balicí mechanismy.
Výrobce pohonů Yaskawa na českém a slovenském trhu zastupuje společnost CNC Technology, s. r. o., Praha. Podrobnější popis modulu MP940 bude obsahem samostatného článku ve vydání MM Průmyslové spektrum 11/2002, které bude věnováno problematice pohonů.
Reklama
Vydání #9
Kód článku: 20913
Datum: 02. 09. 2002
Rubrika: Trendy / IMT 2004
Autor:
Firmy
Související články
Pohodlné upínání magnetem

Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Přesnost zvyšující produktivitu

Zakoupení obráběcího centra Pama umožnilo společnosti Tajmac-ZPS zvýšit nejen její celkovou produktivitu, ale také geometrickou přesnost při výrobě důležitých komponent pro její vícevřetenové automaty.

Související články
Kloubový robot uvnitř stroje

V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

Ochranný kryt pro stroje všech výšek

Již několik let má firma P.E.I. ve své nabídce střešní kryt pro portálové frézky značky Wave Sky. Kryt se vyrábí ze speciální průsvitné tkaniny a brání úniku výparů, prachu a třísek z pracovního prostoru obráběcího stroje. V průběhu let byl původní návrh dále rozšiřován. Verzi s motorem usnadňující otvírání a zavírání střechy nad strojem následuje inovativní modulární konstrukce s integrovaným nízkonapěťovým motorem.

Středicí svěrák s rychlovýměnným systémem čelistí

Nový středicí svěrák Garant Xtric s rychlovýměnným systémem čelistí zkracuje časy na přípravu při upínání polotovarů i hotových dílů.

Stroje pro nejnáročnější obory

Na veletrh EMO 2019 v Hannoveru přichází letos společnost TOS Varnsdorf se strojem WHT 130 v konfiguraci vodorovná vyvrtávačka, vybavený robotickou výměnou nástrojů. Tento univerzální obráběcí stroj je druhou letošní novinkou ve výrobním programu společnosti.

Zásadní pokrok ve vyvrtávání válců motorů

Vyvrtávání válců je v automobilovém průmyslu všeobecně považováno za jednu z nejdůležitějších obráběcích úloh. Tradiční způsob výroby válců bloku motoru zahrnoval celou řadu hrubovacích, polodokončovacích a dokončovacích operací. Díky využití nejnovějších technologií obráběcích nástrojů však lze nyní hrubovací a polodokončovací nástroje zkombinovat do jediného řešení, kterým je vyvrtávací tyč určená pro obrábění na jediný průchod, což umožňuje úsporu drahocenného času cyklu bez jakýchkoli kompromisů z hlediska kvality. Dokonce i nepatrná úspora délky času cyklu může při výrobě válců znamenat významné snížení nákladů, protože objem výroby je velmi vysoký, takže dojde-li k zásadnímu pokroku z hlediska tohoto celkového objemu, lze s jistotou tvrdit, že u této kritické obráběcí operace bylo dosaženo skokové změny.

Ve znamení produktivity i dlouhé životnosti

Firmy z různých průmyslových oblastí, mezi jinými výrobci velkých valivých ložisek, výrobci automobilů a jejich dodavatelé patří mezi zákazníky německého výrobce transferových obráběcích center a speciálních obráběcích strojů Elha-Maschinenbau Liemke KG.

Pro větší efektivitu ve výrobě

Spolupráce mezi výrobcem obráběcích strojů Hurco a dodavateli automatizovaných nakládacích systémů má za následek vyšší produktivitu a větší výnosy. Automatizované nakládání umožňuje rozšíření kapacity v kusové a malosériové výrobě bez potřeby dalšího personálu pro obsluhu strojů. Nakládací roboty je možno také využít v bezobslužných směnách nebo o víkendech.

Československá stopa u nového rekordu

Nový rekord počtu návštěvníků jsme zaznamenali na letošním technologickém setkání WFL Millturn Technologies.

Novinka z varnsdorfské líhně

Přední evropský výrobce obráběcích strojů, TOS Varnsdorf, letos představil nečekanou novinku, která významně rozšiřuje nabídku výkonných obráběcích strojů z varnsdorfské líhně.

Vlajková loď pětiosého obrábění

Český výrobce obráběcích strojů Kovosvit MAS v letošním roce slaví úspěch se svojí high-tech produkcí, zejména s pětiosými vertikálními obráběcími centry řady MCU. Tyto stroje se daří firmě umísťovat na náročné trhy Evropské unie i jinde ve světě, cenné reference sbírají především v leteckém průmyslu.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit