Domů

Kompaktní pohony: Do stroje!

Napsal uživatel Dipl.-Ing. Wolfgang Schenk, management výrobků, Lenze AG, Hameln

Neděle, 22. březen 2009

lenze_stroje_titl „Ven z rozvaděče a do stroje s nimi", tímto heslem se řídí Servo Drives 930 fluxxtorque od Lenze. Konkrétními výhodami decentralizované servotechniky jsou menší rozměry rozvaděčové skříně s nižšími nároky na chlazení, spolu s tím také rychlejší připojení a zkrácení času pro uvedení do provozu. Důsledkem jsou výrazné úspory nákladů.

lenze_stroje_1
Obr. 1 Decentralizace postupuje dále: řada Lenze Servo Drives 930 fluxxtorque.

Integrované řízení polohy řady Lenze může uložit do paměti a zpracovat až 100 pohybových funkcí. Software s funkcí osciloskopu umožňuje záznam profilu pohybu s příslušnými parametry. Touto funkcí získává uživatel možnost vyjádřit složité úkoly řízení v jednoduchých pohybových funkcích. V jedné typické aplikaci manipulační techniky umožňují kompaktní pohonné jednotky posouvat palety s výrobky (Trays) do zařízení podle procesu také po kusech. Tím stoupá flexibilita modulu - a to bez nákladných prací při seřizování. Další výhodou je zvýšení produktivity, protože vkládací a odebírací buňky mohou montážní automaty obsluhovat daleko rychleji než tomu bylo dříve u pneumatických mechanismů. Servosystém pohání řemenem vertikální osu Z podávací jednotky. Ta provádí přebírání dílů ze zásobníku, pásu nebo zásuvky přímo podle polohy klíčového otvoru na zpracovávajícím stroji.

V porovnání s pneumatickými pohony dosahují servopohony velmi měkkých ramp pro urychlování a brzdění. Tím se i při vyšších rychlostech zamezí, aby se výrobky na paletách posunuly. V obráběcí buňce je robot odebírá a dále zpracovává. Trhavé pohyby dřívějších pneumatických pohonů nyní patří minulosti, stejně jako výpadky.

Obr. 2 Proces lepení v automobilovém průmyslu: Decentralizované servopohony lze integrovat do konstrukce stroje a uspořit tím místo.

V Servo Drives 930 fluxxtorque je zpětná vazba provedena resolverem. Seřízení polohy na pohonu provádí Lenze ve výrobním závodě v rámci výstupní kontroly. Uživatel proto nemusí seřízení provádět ve stroji a tím šetří čas. Sinusově komutovaná zpětná vazba s 4096 inkrementy na otáčku zaručuje mimo jiné vysokou přesnost polohy, dodržení otáček 0, rozsah nastavení otáček >1:1000 a vynikající účinnost. Řízení a napájení brzdy je provedeno přímo ze Servo Drives 930 fluxxtorque. Vlastní servoměnič je namontován přímo na motoru na ložiskovém štítu B. Vysoký stupeň krytí umožňuje také použít variantu s odděleným umístěním v bezprostřední blízkosti stojanu stroje - a to tam, kde v kompaktně konstruovaném stroji je ještě místo.

Dalším příkladem pro použití decentralizované servotechniky je automobilový průmysl. Ten staví před inženýry a techniky stále nové výzvy ke zvyšování produktivity výrobních postupů. V porovnání s pneumatickými pohony zde Servo Drives 930 fluxxtorque dovoluje trvale zlepšovat postupy lepení při výrobě karoserií. Rychlé, dynamické regulační vlastnosti a konstantní točivý moment v celém rozsahu nastavení otáček zaručují přesné a spolehlivé dávkování lepidla. Jednotka tvořená synchronním motorem a servoměničem přitom pokrývá rozsah výkonů až do 600 W. Rozsah funkčních vlastností sahá od regulace otáček přes regulaci momentu až k nastavování polohy. Integrace do nadřazeného systému řízení je řešena komunikací po datové sběrnici CAN nebo Profibus.

lenze_stroje_3
Obr. 3 Příklad montážní a manipulační techniky: Decentralizované řešení přesného nastavení polohy s rychlým a plynulým profilem pohybu.

Pohony Plug-and-Play se dají rychle namontovat přímo na lepicí stanici přírubou motoru nebo převodovky. Instalaci zjednodušují systémové kabely se zásuvnými konektory M23 pro napájecí napětí a konektory M12 pro komunikační sběrnici. Pro jednoduchý přístup na pohonnou jednotku je ze strany software zajištěna sériová komunikace přes rozhraní RS 232. Jakmile jsou připojeny všechny systémové kabely, je pohonná jednotka připravena k provozu a výrobní proces může začít. Decentralizované řízení přitom šetří místo a vede k zmenšení rozměrů skříně elektroniky lepicího robotu. Další výhody: menší nároky na chlazení, snížené náklady.

Mechatronické pohonné jednotky ze stavebnice

Z hlediska vlastností jsou synchronní motory Lenze konstruovány tak, aby v rozmezí jmenovitého točivého momentu a rozsahu otáček pracovaly spolehlivě bez dodatečného chlazení. Z požadavků Lenze, aby individuální aplikace byly vybaveny řešeními na míru, vyplývají možnosti flexibilně doplnit motory různými systémy zpětné vazby a brzdami. Kombinace servomotorů se standardizovanými šnekovými, čelními, kuželovými nebo planetovými převodovkami vede k docílení vhodného převodového poměru – a to ve formě kompaktní pohonné jednotky.

Závěr

Pro volbu správné koncepce pohonu je nutná ekonomická a technická rozvaha. Přesná analýza přitom podle provozních podmínek zařízení s příslušným stupněm vytížení a plánovanou životností stanoví, jak je třeba pohony optimálně řešit. Tuto úlohu může provozovatel stroje vyřešit zpravidla jen obtížně. Žádoucí je tedy know-how a partnerství, a to už ve fázi plánování, aby bylo možné s ohledem na Total Costs of Ownership (TCO) správně nastavit výhybky. Podklad poskytnou standardizované postupy výpočtů, které dají vstupní veličiny pro posouzení celého zařízení. Vzhledem k trendu, že výrobci strojů prodávají stále více kompletní pakety a řešení až po záruku využitelnosti, získávají výpočty TCO stále více na významu. Základ zde tvoří know-how v pohonné a automatizační technice spolu s vhodnými výrobky a rozsáhlými znalostmi v oboru od Lenze.

Rámeček výrobku

Servo Drives 930 fluxxtorque:

Vlastnosti jedním pohledem