Tək oxlu sistemlərin çoxoxlu EtherCAT servoprilara dəyişdirilməsi: Yalnız məkan qənaəti deyil, həmçinin bu performans irəliləyişləri

4 oxlu CNC freze maşınlarının hərəkət idarəetməsi üçün ultra-dəqiq sinxronizasiya

Çoxoxlu EtherCAT sistemlərində mikrosekunddan aşağı təpələnmə və paylanmış saatın uyğunlaşdırılması

EtherCAT servopriqonları çoxoxlu sistemlər üçün paylanmış saat texnologiyası sayəsində, mikrosekunddan az olan çox kiçik jitter ilə bütün komponentləri bir əsas saatla uyğunlaşdıraraq qeyri-adi dərəcədə yüksək səviyyədə sinxronlaşdırır. Bu konfiqurasiya müxtəlif oxlar arasında yaranan və mürəkkəb formalı detalların emalı zamanı xüsusilə vacib olan təsadüfi zamansal xətaların yığılmasını dayandırır. Yalnızca 5 mikrosekundluq sapma detalların səth keyfiyyətini pozabilir. İmpuls əsaslı ənənəvi sistemlər EtherCAT-in аппарат zaman damqlarından istifadə edərək əldə etdiyi nəticələri heç vaxt üstələyə bilmir. Bu zaman damqları, neçə ox olmasından asılı olmayaraq, təxminən ±50 nanosekundluq sinxronlaşma təmin edir və beləliklə, sürətli fırlanan kəsici emal zamanı alətlərin mükəmməl şəkildə uyğunlaşmasını təmin edir. Həmçinin, bu sistem tamamilə fərqli işləyir — mövqe əmrlərini ardıcıl gözləmədən, hamısını eyni anda işləyir. Bu da maşınların kəsici traseyaları arasındakı keçidləri nanometr dəqiqliyi ilə həyata keçirməsinə imkan verir. Real dünyada da bu nəticələr təsdiqlənir. Keçən il «Machining Dynamics Report»-da qeyd olunduğu kimi, bu sistemlərdən istifadə edən emal zavodları yüksək sürətli rezьba emalı zamanı vibrasiyalara görə atılan detalların sayıda təxminən %37 azalma müşahidə edirlər.

Bütün oxlar üzrə real vaxtlı interpolasiya: 4 oxlu CNC tornalarda hamar, yüksək dəqiqlikli konturlaşdırmanı təmin edir

4 oxlu CNC tornaları ilə bağlı olaraq, koordinatlı ox interpolasiyası həqiqətən fərqlilik yaradır, çünki bu, bütün motor oxları üzrə alətin trayektoriyasını eyni zamanda hesablayır. Parça parçalara bölünərək aparılan köhnə interpolasiya üsulu hər bir parçanın arasına kiçik fasilələr buraxır ki, bu da əyrilən hissələrdə bu narahat edici izlərin görünməsinə səbəb olur. Buna görə də EtherCAT sistemləri oyunu dəyişdirən sistemlərdir — onların dövr müddəti 5 mikrosaniyədən azdır və mövqe, sürət və sürətlənməni davamlı olaraq yenidən hesablayırlar. Bu, maşının «həqiqi spline interpolasiyası» adlandırdığımız şeyi yerinə yetirməsinə imkan verir: bütün oxlar heç bir sıçrayış olmadan hamar şəkildə birlikdə hərəkət edirlər. Dəqiqədə 20 metrdən çox olan verilmə sürətlərində bu maşınlar istiqamət uyğunluğunu 0,02 mikrometrə qədər saxlaya bilir. Bundan əlavə, başqa bir üstünlük də var: hesablama gücü sistemin konturları kəsərkən həm istilik genişlənməsini, həm də mexaniki boşluğu kompensasiya etməsinə imkan verir. Nəticədə profil dəqiqliyində ənənəvi impuls sürücü sistemlərin əldə edə bildiyindən təxminən 80% yaxşılaşmaya nail olunur.

Daha dəqiq sinxronlaşma kifayət deyil: Niyə kamırdırnaq emal keyfiyyəti yalnız vaxtlama deyil, həm də koordinasiyalı moment önləndirilməsindən asılıdır

Kam millərini emal edərkən lobun deformasiyasını dayandırmaq üçün mükəmməl vaxtlama əldə etmək kifayət deyil, çünki bu bərabərsiz kəsici qüvvələr burulma əsaslı deformasiyalara səbəb olur. Burada çoxoxlu servo sürücülər faydalı olur. Onlar koordinasiyalı burulma önləmə adlanan bir şeydən istifadə edirlər. Əsasən, bu sürücü idarəetmə sistemləri yükün nə qədər dəyişəcəyinə qabaqcadan baxır və hər hansı bir mövqe problemləri baş verməzdən əvvəl cari çıxışı düzəldirlər. Sistem kəsici alətin materialla necə qarşılıqlı təsir etdiyini və müxtəlif bucaqlardan materialın nə qədər sürətlə çıxarıldığını nəzərdə tutur. Sonra qüvvələrin aşkar edilməsindən təxminən 100 mikrosaniyə sonra düzəldici burulma siqnalları göndərir. Bu, yüklərin davamlı dəyişməsi zamanı belə hər şeyi düzgün mövqedə saxlayır. Keçən il "İrəliləmiş İstehsalat Jurnalı"nda dərc olunan araşdırmalara görə, bu üsul sərtləşdirilmiş polad krank millərinin yataqlarında profil sapmalarını demək olar ki, iki dəfə azaldır. Əgər istehsalçılar bu cür dinamik kompensasiyanı nəzərə almazlarsa, səth problemləri — vibrasiya nəticəsində yaranan qeyri-bərabərliklər — yenə də meydana gələcəyindən, onların nanosaniyə dəqiqliyindəki çoxlu sinxronlaşdırma cihazlarının heç bir mənası olmayacaq.

Çoxoxlu idarəetmə arxitekturularında daha yüksək güc sıxlığı və dinamik cavab

ayrı-ayrılıqda tək oxlu idarəetmə qurğularına nisbətən həcmə görə çıxışda 2,3 dəfə artım (IEC 61800-3 standartına əsaslanaraq qiymətləndirilmiş)

Çoxoxlu sistemlərə baxdıqda, onlar güclü elektronika və soyutmanı ayrı-ayrılıqda tək oxlu qurğularla müqayisədə bir neçə əlavə komponent tələb etməyən, kompakt bir modulda birləşdirirlər. Test standartları — məsələn, IEC 61800-3 — əsasında bu inteqrasiya olunmuş sistemlər eyni həcmdə güc sıxlığını təxminən iki buçuk dəfə artırmağa imkan verir. Dörd oxlu CNC tornalarının modernizasiyası da bu yanaşmadan əhəmiyyətli dərəcədə fayda görür. Şkafların həcmi tork performansında heç bir itki olmadan təxminən %60 azalır; bu, istehsalat sahəsində yer çatışmazlığı olduqda xüsusi əhəmiyyət kəsb edir. Başqa bir üstünlük isə paylaşılan DC şin dizaynlarından irəli gəlir: bu dizaynlar, ayrı-ayrılıqda işləyən idarəetmə qurğuları ilə təchiz olunmuş ənənəvi sistemlərə nisbətən enerji itkisini təxminən %18 azaldır. Uzunmüddətli emal əməliyyatlarında səmərəlilik xüsusi önəm daşıdığı üçün bu yanaşmanın uğurlu işlədiyini müşahidə etmişik.

koordinasiyalı 4 oxlu kontur emalında çözmə müddəti 40% qədər sürətlənir — bu, ümumi cari dövrə optimallaşdırılması sayəsində mümkündür

Cari dövrələr bütün oxlar üzrə sinxronlaşdırıldıqda, bu, ənənəvi ayrık sistemlərdə problemlər yaradan əziyyətverici rabitə gecikmələrini aradan qaldırır. Hiperbolik alət trayektoriyaları kimi mürəkkəb konturlar üçün bu konfiqurasiya maşınların 0,01 mm dəqiqlik həddini saxlayaraq 40 faiz daha tez çözməsinə imkan verir. Sistem müxtəlif oxlar arasındakı real vaxt momenti qoşulmasını optimallaşdırmaqla işləyir. Əsasən, bir mühərrik iş zamanı artıq enerji yaradırsa, bu enerji dərhal əlavə sürətlənməyə ehtiyacı olan qonşu mühərrikləri dəstəkləmək üçün istifadə olunur. Bu, praktiki emal üçün nə deməkdir? Yuxarıda qeyd olunan dinamik enerji ötürülmələri bitirici emal zamanı rəqslərin davam etmə müddətini təxminən 22 millisaniyə qədər qısaldır ki, bu da kəsmədən sonra səthlərin necə hamar alınması ilə bağlı hissedilən fərq yaradır.

Bir kabellə texnologiya ilə sadələşdirilmiş inteqrasiya və məhsuldarlıq artımı

Dayanma və hərəkət dövrlərinin aradan qaldırılması: Eyni zamanda tork/mövqe önləndirilməsi ilə davamlı hərəkət idarəetməsi

Bir kabel texnologiyası (qısaca OCT), güc və məlumatı bir neçə kabel yerinə yalnız bir kabelə yerləşdirərək işləri çox daha sadələşdirir. Testlərə görə, bu, bütün o qədər mürəkkəb kabelləşmə qarışıqlığını təxminən %60 azaldır. Lakin əslində ən vacib olan, sistemnin real əməliyyatlarda necə işləməsidir. Sistem tork və mövqe məlumatlarını hər bir ox üzrə eyni zamanda ötürə bilir; beləliklə, alət yolu boyunca fərqli hissələr arasından keçid zamanı heç bir narahat edici dayanma və başlama yoxdur. Maşınlar davamlı hərəkətdə qalır ki, bu da emal olunan detalla daha yaxşı təmas və emal boyu daha sabit kəsici təzyiq deməkdir. Bir istehsalçı, ənənəvi quraşdırmaların çox uzun müddət çəkdiyi sıx yerlərdə OCT-ə keçdikdən sonra quraşdırma müddətini təxminən yarısı qədər azaltdı.

yüksək dəqiqlikli çevirmədə sikl müddətinin %18 azalması — istehsalda istifadə olunan 4 oxlu CNC tornalarda təsdiqlənib

İstehsal xətlərində keçirilən testlər göstərir ki, OCT texnologiyasının çoxoxlu sistemlərə inteqrasiyası dəqiq tornalama əməliyyatları üçün sikl müddətlərini təxminən 18% qədər sürətləndirir. Bunun səbəbi nədir? Mərkəzləşdirilmiş sinxronlaşdırma müxtəlif sürücülər arasındakı siqnal gecikməsini azaldır; bu da detalların mürəkkəb konturları ilə işləyərkən bir-biri ilə daha yaxşı əməkdaşlıq etməsinə imkan verir. Bir başqa iri istehsalçı da olduqca təsirli nəticə əldə etmişdir. Onlar EtherCAT-in tək kabellə qurulması sistemini tətbiq etdikdən sonra kabellərin pozulması ilə bağlı problemlərin təxminən 30% azaldığını bildirmişlər. Bu, tamamilə məntiqlidir, çünki bağlantı nöqtələrinin azalması maşınların yüksək səviyyədə davamlı titrədiyi mühitlərdə xüsusilə vacib olan, daha etibarlı performans göstərməyə təbii olaraq səbəb olur.