Témata
Reklama

Modulární balicí stroje se servopohonem v provedení vačka

13. 11. 2002

Významným pomocníkem při stavbě strojů modulární koncepce mohou být servoměniče Lenze vybavené funkcí elektronická vačka, umožňující náhradu mechanického vačkového řízení stroje. Změna nastavení při přechodu na nový výrobek tak může proběhnout ve velmi krátkém čase

K hlavním požadavkům výrobců zařízení patří modulární koncepce strojů. Z obsáhlé systémové stavebnice a dalších součástí příslušenství je možné sestavit stroj přesně na míru pro speciální aplikaci. Modulová stavba později umožní stávající zařízení jednoduchým způsobem rozšířit. Základem fungujícího modulárního uspořádání jsou vhodná rozhraní, neboť každý jednotlivý prvek musí přesně zapadat do další části funkčního řetězce, ale přitom má v zásadě pracovat samostatně. Příkladem modulární koncepce je balicí stroj typu VM 60 od firmy Köra Packmat Maschinenbau GmbH z Vilingendorfu, který je vybaven jednoduchým a flexibilním systémem řízení. Pohyby obstarávají decentralizované a inteligentní pohonové systémy, které navzájem komunikují po datové sběrnici.
Reklama
Reklama
Reklama

Balicí stroj VM 60

Mezi činnosti, které má balicí stroj vykonávat, patří uložení zboží, skládání fólie, usazení příložek, etiketování, tisk na fólie, ražení, odstřižení nebo sváření. Jejich synchronizaci v zařízeních zajišťují vačkové pohony. Standardní řešení představují zpravidla vačkové kotouče na hlavní hřídeli. Také stroj VM 60 byl původně vybaven mechanickými vačkovými kotouči. Mnoha zákazníky požadovaná flexibilita ale mohla být vykoupena jen za cenu dlouhých přípravných časů. Firma Köra Packmat Maschinenbau GmbH proto postavila celou koncepci pohonu na hlavu a sází nyní na servoměniče Lenze řady 9300 s elektronickými vačkami, které umožňují při změně výrobku provést změnu nastavení v co nejkratším čase. Současně odpadly složité mechanické systémy. Použitím stále výkonnějších mikrořadičů je možné přenášet do servoměničů stále více inteligence. Firma Lenze AG dosáhla technologickou funkcí elektronická vačka jednoduchého a cenově příznivého automatizačního řešení.
Při využití dislokované inteligence je možné stroje sestavovat a později rozšiřovat jako ze stavebnice. V popředí zájmu nestojí jen zvyšování produktivity a flexibility - softwarové nástroje rovněž zjednodušují a zkracují práce při vývoji a uvádění strojů do provozu. Při vývoji balicího stroje ve firmě Köra Packmat Maschinenbau se tak z rozsáhlé stavebnice standardních strojů, nakladačů a dalšího příslušenství sestavuje celý stroj, optimálně přizpůsobený a konfigurovaný pro individuální případ balení.

Řídicí systém

Řízení celého stroje VM 60 přebírá jednotka PLC (Siemens S7-300). Všechny součásti komunikují po sběrnici INTEBUS, data jsou zadávána přes rozhraní člověk - stroj. Pohonová technika je rozmístěna decentralizovaně, každý modul stroje dostává jen tak inteligentní pohonnou jednotku, jakou bezpodmínečně potřebuje.
Jestliže stroj běží samostatně, měnič frekvence koordinuje pohyby stroje jako Master. Všechny ostatní osy jsou podřízené a pracují tedy jako Slave. Master dostává od řídicího systému stroje všechny potřebné informace o druhu provozu, výrobku a počtu taktů až po informace k řízení. Pohon Master tyto informace zpracuje, vytvoří virtuální hlavní hřídel a předává příslušné příkazy přes sběrnici CAN podřízeným pohonům (Slave). Tím jsou současně všechny osy synchronizovány. Jestliže je tento stroj částí celkového zařízení, může funkci generování virtuální hlavní hřídele převzít externí snímač nebo jiný servoměnič. Dosavadní Master je pak jednoduše změnou parametru definován jako Slave.
Řídicí technika v jednotce PLC se současně zjednodušuje, protože koordinaci pohonů ve výrobním procesu přebírá pohon definovaný jako Master. V takovém případě PLC provádí jen řízení obsluhy a hlídá prováděné činnosti. Také správu údajů o výrobku může provádět servoměnič, v paměti servoměniče může být uloženo až osm datových sad o výrobku. Přepnutí na jinou sadu dat lze provést za méně než jednu milisekundu. Rovněž další součásti, jako vzduchové trysky nebo ventily, mohou být řízeny přímo servoměničem, čímž odpadne "objížďka" přes PLC.
Do systému mohou být snadno integrovány rozšiřující moduly jednoduše přivedením sběrnice CAN. Tím jsou všechny moduly stroje současně připojeny na virtuální hlavní hřídel a jsou tak synchronizovány na hlavní modul. Tato synchronizace je zvláště potřebná při vysokých rychlostech taktování. Individuální řízení pohonů se rovněž provádí připojením do sítě INTERBUS.
Činnost stroje byla dosud určována pomocí pohybu vačkových kotoučů. Při změně výrobku zůstává základní funkce stroje zachována, mění se pouze pořadí činností a také zdvih jednotlivých agregátů. Při softwarovém řízení není obvykle změna řízení nutná, pouze je třeba přenést do servoměniče nová data vaček. Delší výpadky výroby jsou tím prakticky vyloučeny.

Užitečné funkce

V měniči frekvence je obsažena řada funkcí pro uvádění stroje do provozu a pro řízení ve výjimečných situacích. Stroj je možné přesně řídit manuálně ručním kolečkem (inkrementálním snímačem). Obsluha tak má možnost v průběhu prováděného pohybu přesně sledovat kritické části stroje.
Vačky jako mechanické součásti nezpůsobují jen zvýšení nákladů při nákupu, montáži a uvedení do provozu, ale je nutné je pohánět, zrychlovat, brzdit. Právě u strojů, u nichž jsou požadovány velké taktové rychlosti, vedou tyto součásti ke zvýšení nákladů, protože vyžadují výkonnější pohony. Elektronické řešení zde má zřetelnou výhodu. Nejenže postačují menší výkony pohonu, ale funkce virtuální spojky se vyznačuje vlastní inteligencí. V případě potřeby mohou být pohony odpojeny ze skupiny a později být za chodu znovu synchronizovány. Stačí k tomu binární signál na servoměniči, zbytek zařídí pohon sám. Nástroje, které se nepodílejí na výrobě určitého produktu, je nutné z pracovní oblasti odstranit. To se obvykle provádí vymontováním nebo vysunutím dodatečných součástí, např. pneumatických válců. V servoměniči je funkce nastavení polohy, která umožní nástroje přesunout do definované bezpečné polohy.
Pro řízení ventilů, vzduchových trysek nebo jiných externích součástí je integrována virtuální spínací vačka. Virtuální vačky lze zadáním příslušných dat posunout a tím velmi jednoduše přizpůsobit výrobku. Elektronické pohony mohou velice jednoduše realizovat taktem synchronizované posuvné funkce. Tím odpadne nákladná a opotřebení podléhající mechanika, což vede ke snížení nákladů.

Optimalizace strojů

Tyto virtuální vačkové kotouče mohou být na virtuální hlavní hřídeli posouvány on-line. Lze to provést přímým zadáním dat, ale také pomocí tlačítek ve funkci motorového potenciometru nebo přímo potenciometrem na analogovém vstupu. Tím se značně zjednodušuje optimalizace činností a redukují se náklady na vývoj a uvádění do provozu.
Profily pohybů pro pohony je možné bez komplikací vytvořit na PC pomocí softwarového nástroje Global Drive Control CamDesigner od firmy Lenze a po datové sběrnici je zavést do servoměniče. Každý z vytvořených profilů pohybu lze velmi jednoduše dodatečně změnit. Provede se to stejným způsobem, jakým byly profily pohybu vytvořeny, a to myší. Tím se mohou pohyby stroje velmi jednoduše a pohodlně optimalizovat.
Dipl.-Ing. Frank Joachim
Reklama
Vydání #11
Kód článku: 21114
Datum: 13. 11. 2002
Rubrika: Trendy / Pohony
Autor:
Firmy
Související články
Místo převodovky řemenové pohony

Synchronní řemeny se v mnoha průmyslových odvětvích prosazují jako nejlepší volba.

Lineární vedení NSK s vylepšeným těsněním

Společnost NSK představila na veletrhu EMO 2019 optimalizovanou řadu válečkového vedení RA s vylepšeným těsněním. Lineární vedení RA jsou vybavena novými těsněními V1 a vylepšeným krytem, které pomáhají prodloužit životnost a spolehlivost obráběcích strojů.

Kompaktní pohony s dutou hřídelí

Kompaktní, robustní, cenově výhodné… Jsou-li stanoveny požadavky na stroje, musí zareagovat i poskytovatelé řídicí a pohonné techniky. Jejich inovace jsou důležité pro vývoj konstrukcí strojů.

Související články
Řemenové převody přinášejí dynamiku do intralogistiky

Na hannoverském veletrhu se mohli návštěvníci seznámit s inovativními řešeními pro skladovou logistiku, jež vyvinula společnost Continental. Jedná se například o ozubené řemeny Conti Synchrodrive, které nacházejí uplatnění u sloupových zakladačů vysokoregálových skladů, ploché pásy Conti Polyflat pro zdvihací a závěsné systémy či drážkové řemeny Conti Multirib, které se používají v pohonu válečkových tratí.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Nová koncepce dvoupotrubních centrálních mazacích systémů

Oproti jiným typům ztrátových centrálních mazacích systémů, dále jen CMS, mají dvoupotrubní mazací systémy zásadní přednost v tom, že dávkovače jsou plněny novým mazivem přetlakově. To je předpoklad pro spolehlivé mazání strojů a strojních zařízení.

Ready made lineární osy s ozubeným řemenem

Pomocí lineární osy je realizován pohyb v přímém směru a jedná se tak o výborný výchozí konstrukční prvek pro stavbu strojů, automatizačních linek a polohovacích zařízení s potřebou přesného lineárního pohybu ve více osách (typicky například CNC stroje). V posledních letech došlo navíc k výraznému snížení cen a lineární osy se tak stávají dostupné i pro dosud zapovězené oblasti. V neposlední řadě je podstatnou výhodou u tzv. ready made produktů dodávka již smontovaného dílu připraveného k okamžitému použití v zákaznické aplikaci.

Inteligentní motor střižený na míru

Mechatronická pohonná jednotka g350 představuje nový kompaktní mechatronický pohonný balíček, který firma Lenze uvádí na trh ve třech výkonnostních provedeních. Zařízení je koncipováno speciálně pro horizontální přepravní techniku.

Univerzální kyvný pohon

Modulární, odolný, univerzální – to jsou hlavní vlastnosti nového čtvrtotáčkového pohonu DFPD společnosti Festo. Tento pohon s ozubeným hřebenem a pastorkem je určen pro splnění nejrůznějších požadavků ve zpracovatelském průmyslu.

Výpočet zbývající doby běhu valivých ložisek

Na veletrhu Hannover Messe 2016 představila společnost Schaeffler novou digitální službu – výpočet nominální zbývající doby běhu valivých ložisek v provozu na základě reálného souboru zatížení.

Bezúdržbové klínové řemeny

U klínových řemenů uživatelé oceňují tichý chod, jednoduchou instalaci a funkci bezpečnostní spojky při přetížení, kterou klínové řemeny plní díky možnosti krátkodobého prokluzu. Nicméně klínové řemeny vyžadují ne vždy levnou a snadnou údržbu. Obzvláště v nepřetržitých provozech či těžko dostupných pohonech se obecné doporučení kontrolovat a dopínat klínové řemeny každých 2 000 provozních hodin obtížně splňuje. Výsledkem bývají ztráty účinnosti, energie a krátká životnost pohonu. Klínové řemeny, jak je známo, bez dopnutí prokluzují. Co ale bývá zanedbáváno, je vliv zvýšených vibrací při nízkém napnutí klínových řemenů. Tyto vibrace mají velmi negativní vliv na životnost ložisek a jiných součástí zařízení. Zde se zaměříme na správnou údržbu a na novinku na trhu – bezúdržbové klínové řemeny.

Ložiska pro lineární pohyb

Během posledních let se neustále zvyšují nároky na moderní lineární technologii, zejména pokud jde o únosnost, tuhost a životnost. Souběžně však rostou rovněž požadavky uživatelů na jednoduchost montáže a snižování nákladů na údržbu. Aby firma SKF dokázala uspokojit všechny tyto požadavky zákazníků, přichází na trh s novou řadou D lineárních kuličkových ložisek LBC.

Certifikace testovacího postupu pro výpočty životnosti valivých ložisek

Certifikátor Germanischer Lloyd (GL) udělil společnosti Schaeffler osvědčení „Assessment of the method to investigate rolling bearing rating life“ (Posouzení metody zjišťování jmenovité životnosti valivých ložisek). Poprvé tak byl certifikován samotný postup, a ne každý jednotlivý faktor ovlivňující životnost, jak bylo dosud vyžadováno.

EtherCAT pro centrální řízení pohybů

Při centrálním řízení pohybů se musí v každém cyklu po sběrnici přenášet požadovaná hodnota na připojené pohony. Vlastnosti použitého sběrnicového systému jsou proto rozhodující pro dosažitelnou přesnost a dynamiku koordinovaných pohybů. EtherCAT zde proti konvenčním datovým sběrnicím nebo jiným sběrnicím Ethernet pro průmyslové využití nabízí jasné výhody.

Spojky používané v dolech

Spojka iLok je odpovědí na tradiční skobové spojky používané v dolech. Je navržena speciálně pro zvýšení bezpečnosti a podstatné zkrácení odstávky při odpojování a opětovném spojování spojky, což je u důlních instalací využívajících metodu „longwall“ klíčový problém.

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