Промышленному роботу требовался специальный захват, чтобы можно было собирать кольцевые детали по центру. Пользователь ожидал конструкцию, в которой три оси захвата могут двигаться синхронно. Кроме того, требовалась контролируемая очистка с контролем положения и отключением питания. Компания A-Drive получила эту информацию от специалиста по линейным приводам Хейдона Керка, у которого производитель логистического оборудования заказал привод для захвата. Являясь системным партнером Haydon и некоторых других известных производителей приводных технологий, A-Drive автоматизирует приводы, используя интеллектуальную управляющую электронику и программное обеспечение. Цель заключается в разработке недорогого, компактного, высокоточного и динамического привода,это оптимально удовлетворяет требованиям заказчика и значительно улучшает процессы его применения.
Картинная галерея
При настройке дисков A-Drive тесно сотрудничает с заказчиками. Это единственный способ для инженеров и техников понять, что должна делать каждая машина или система. Taunussteiners совершенно свободны в выборе отдельных компонентов комплекта приводов, поскольку в их ассортименте широкий ассортимент продукции различных производителей. «Единственное, что имеет для нас значение, - это стоящая перед нами задача», - говорит Манфред Брукш-Рихтер, менеджер по развитию бизнеса в A-Drive, описывая философию компании. Он и его коллеги обладают обширными инженерными знаниями и глубоким пониманием требований своих клиентов из самых разных отраслей.
Суть решения для привода: шаговый двигатель с обратной связью
В случае роботизированного захвата было разработано полное решение, основанное на недорогом и надежном линейном приводе с цилиндрическим винтом от Haydon (400 Н). Привод рассчитан на максимальный ход 200 мм и скорость перемещения до 125 мм / с. Для привода компания A-Drive выбрала шаговый двигатель с замкнутым контуром с контролем крутящего момента, скорости и силы (Nema 34), в качестве управления использовалось многоосевое управление с тремя силовыми агрегатами в компактном специальном корпусе. Особенностью этого решения является тот факт, что вся электроника управления размещается на одной плате. Это означает, что для установки потребовалось значительно меньше места, чем для традиционных решений.
Автономное 3-осевое управление захватом имеет интерфейс CAN для внутреннего контроля последовательности с определением положения и последующей коррекции ошибок, а также открытый интерфейс CAN для внешнего управления последовательностью. Внутренний регулятор последовательности оснащен регулятором силы для позиционирования, программируемыми рампами ускорения, световым барьером исходного положения и интерфейсом для промышленных роботов. Управление может быть запрограммировано через обучение.
СОВЕТ ПО СЕМИНАРАМ Участники базового семинара «Сервоприводы» изучают основы оптимальной параметризации сервоприводов и управления и регулирования функций в контроллерах движения.
Следующая информация
В комплект привода также входит контроллер для 2048 команд TCM, четыре цифровых входа / выхода, шесть концевых и опорных переключателей и три выходных каскада драйвера (48 В постоянного тока / 6,5 плеча). Чтобы гарантировать, что захват всегда перемещается точно в нужное положение, специалисты A-Drive также установили энкодер с разрешением 200 ppr. Они также разработали приложение специально для этого приложения и подготовили его в качестве автономной подсистемы. Они сопровождали подключение к контроллеру робота у клиента, а также программировали сценарии, необходимые для этого.
Замкнутый контур контролирует шаговый двигатель
Сердцем решения для привода 3-осевого захвата был шаговый двигатель с замкнутым контуром. A-Drive выбрал этот тип двигателя, потому что сервопривод не мог быть рассмотрен пользователем по экономическим причинам. Благодаря технологии с обратной связью шаговые двигатели могут управляться так же, как серводвигатели, и, таким образом, достигают тех же свойств - только по значительно более низкой цене. Они также могут использоваться в приложениях, которые ранее были зарезервированы для гораздо более дорогих серводвигателей.
Замкнутые петли имеют тот же полевой, адаптированный к мощности, контроль тока, что и серво: сигналы энкодера используются для записи положения ротора двигателя, а синусоидальные фазные токи генерируются в обмотках двигателя. Это векторное управление означает, что магнитное поле статора всегда перпендикулярно магнитному полю ротора. Следовательно, напряженность поля точно соответствует требуемому крутящему моменту.
Книга «Практическое руководство по проектированию привода» помогает в выборе основных компонентов систем электропривода: двигателя, коробки передач, привода, сетевого питания и их дополнительных компонентов. Расчет также ведется интенсивно.
Преимущества шагового и серводвигателя в сочетании
Выбрав шаговый двигатель с замкнутым контуром для захвата, A-Drive объединил высокую плотность крутящего момента степпера с высокой перегрузочной способностью серводвигателя, таким образом, объединив лучшие свойства обоих типов привода в одном решении. Шаговые двигатели с замкнутым контуром не только имеют те же преимущества, что и серво, они также более долговечны и менее резонансны, чем шаговые двигатели с разомкнутым контуром.
В качестве альтернативы значительно более дорогим сервоприводам идеально подходят шаговые двигатели с замкнутым контуром. С другой стороны, для традиционных применений шаговых двигателей они имеют ограниченное применение, поскольку многие преимущества недорогих шаговых двигателей снова теряются. Сложная электроника, энкодер и специфичные для клиента адаптации способствуют этим эффектам. Поэтому двигатели с замкнутым контуром в этих случаях использовались только в ограниченных пределах.
Ганноверская ярмарка 2019
Шесть инноваций в области приводных технологий на выставке Hannover Messe 2019
Концепция привода была готова всего за четыре месяца
Преобразовав недорогие и очень мощные стандартные компоненты и используя интеллектуальную управляющую электронику, A-Drive смогла собрать комплексный приводной пакет для захвата робота всего за четыре месяца. Цель настройки экономичного привода с высокой динамикой и большими силами была достигнута. Пакет решений, разработанный для захвата, также должен использоваться в будущем в подобных приложениях.
В настоящее время специалисты интенсивно работают со своими технологическими партнерами над дальнейшим развитием замкнутого управления шаговыми двигателями. «Мы хотим сократить разрыв на рынке», - говорит Манфред Брукш-Рихтер. «Компактные сервоприводы с привлекательной ценой и возможностью связи в реальном времени должны быть доступны гораздо лучше, чем раньше». В настоящее время A-Drive работает над некоторыми проектами, концепции приводов которых стали возможными только благодаря новой технологии. (Уд)