Zamjena jednososnih servo pogona s višeosnim EtherCAT servo pogonima: ne samo ušteda prostora, već i ovi proboj u performansama

Ultra-precizna sinhronizacija za kontrolu kretanja CNC-a

U slučaju da je to moguće, potrebno je utvrditi razinu i vrijeme u kojem se radi.

EtherCAT servo pogoni za više osi sinhroniziraju se na izvanrednim razinama zahvaljujući distribuiranoj tehnologiji sata koja sve usklađuje s jednim glavnim satom sa vrlo malenim trzanjem ispod mikrosekunde. Ova postavka sprečava one dosadne greške u vremenu da se grade između različitih osa, što postaje vrlo važno kada radite na složenih oblika. Samo 5 mikrosekundi izvan staze može pokvariti kvalitetu površine dijelova. Tradicionalni sustavi zasnovani na pulsima jednostavno ne mogu se uporediti s EtherCAT-om sa svojim hardverskim vremenskim pečatima. Oni pružaju oko plus ili minus 50 nanosekunda sinhronizacije bez obzira na to koliko osi su uključene, osiguravajući alate ostati savršeno poravnati dok radi brze snimanje rezova. Cijeli sustav također radi drugačije - rješava zapovijedi položaja odjednom umjesto da čekaju jednu za drugom. To znači da strojevi mogu prelaziti između puteva rezanja s nevjerojatnom preciznošću do nanometarskog nivoa. Rezultati iz stvarnog svijeta također to potvrđuju. Proizvođači koji koriste te sustave vide oko 37 posto smanjenje odbačenih dijelova uzrokovanih vibracijama tijekom brzog prečišćavanja, prema izvješću o dinamici strojeva prošle godine.

Interpolacija u stvarnom vremenu na svim osama: omogućava glatko i visoko vjerno oblikovanje na CNC obrtilima s 4 osi

Kada je riječ o CNC obrtilima sa 4 osi, koordinirana interpolacija osi stvarno čini razliku jer izračunava putanje alata preko svih motornih osova odjednom. Stari način rada s segmentiranim interpolacijom ostavlja male pauze između svakog segmenta, koji se pojavljuju kao one dosadne tragove svjedoka na zakrivljenim dijelovima. Zato su EtherCAT sistemi promjenljivi. Imaju ciklusno vrijeme ispod 5 mikrosekundi, koji stalno preračunavaju položaj, brzinu i ubrzanje. To omogućuje stroju da radi ono što zovemo istinskom interpolacijom splinea, gdje se sve osi glatko kreću zajedno bez ikakvih skokova. Pri brzini za uzimanje hrane većoj od 20 m/min, ove mašine održavaju smjernu konzistenciju do 0,02 mikrometara. I tu je još jedan bonus previše računarske snage znači da sustav može nadoknaditi i toplinske širenja i mehaničke igre dok seče konture. To rezultira poboljšanjem točnosti profila za oko 80% bolje nego što tradicionalni impulzni pogonski sustavi mogu postići.

Kada je čvršći sinhronizacija nije dovoljno: Zašto kamske osovine kvaliteta obrade ovisi o koordiniranom obrtnog momenta feedforwardne samo vrijeme

Savršeno vrijeme nije dovoljno da zaustavi distorziju režnja pri obradi kamičara jer nejednakost sila stvara deflecije na temelju obrtnog momenta. To je mjesto gdje multi-osni servo pogon dolazi u korist. Koriste nešto što se zove koordinirani povrat momenta. U osnovi, ovi upravljači pogona gledaju unaprijed koliko će se opterećenje promijeniti i prilagođavaju trenutni izlaz prije nego se dogode problemi s pozicijom. Sistem promatra stvari poput toga kako se rezač obraća materijalu i koliko brzo materijal se uklanja iz različitih uglova. Zatim šalje korektivne signale obrtnog momenta samo oko 100 mikrosekundi nakon detekcije sila. To drži sve u ispravnom položaju čak i kada se opterećenja stalno mijenjaju. Testovi pokazuju da to smanjuje odstupanja profila za gotovo polovicu u tvrdim čeličnim cranksaftovima, prema Journal of Advanced Manufacturing iz prošle godine. Ako proizvođači preskoče ovu vrstu dinamičke kompenzacije, sve njihove fancy nanosekundne precizne sinhronizacije neće imati puno veze ionako jer površinski problemi od ćaskanja još uvijek se pojavljuju.

Veća gustoća snage i dinamički odgovor u višeosnim pogonskim arhitekturama

u slučaju da je to moguće, potrebno je utvrditi razinu i razinu ograničenja.

Kad pogledamo višeosovne sustave, oni spajaju snažnu elektroniku i hlađenje u jedan kompaktan modul umjesto da imaju sve one dodatne dijelove koji dolaze s odvojenim postavkama jedne osovine. Prema standardima ispitivanja poput IEC 61800-3, ti integrisani sustavi mogu povećati gustoću snage za oko dva i pol puta u istom zapremini. I modernizacija CNC-tornica s četiri osi također ima velike koristi od ovog pristupa. Potrebni ormari postaju otprilike 60 posto manji bez žrtvovanja momenta, što je jako važno kada je prostor u tvornici ograničen. Još jedna prednost dolazi od zajedničkih dizajna DC autobusa koji smanjuju potrošnju energije za oko 18% u odnosu na tradicionalne postavke s pojedinačnim pogonom. Vidjeli smo da to dobro radi tijekom dužih obradi gdje se učinkovitost stvarno računa.

40% brže vrijeme uspostave u koordiniranom 4-osnom konturiranju omogućeno optimiziranjem zajedničke strujne petlje

Kada su strujne petlje sinhronizirane na svim osama, to se riješava one dosadne kašnjenja komunikacije koje muče tradicionalne diskretne sustave. Za složene konture poput hiperboličkih puteva alata, ova postavka omogućuje strojevima da se uspostave 40 posto brže, uz održavanje preciznog praga od samo 0,01 mm. Sistem radi optimiziranjem spajanja obrtnog momenta u stvarnom vremenu između različitih osova. U osnovi, kada jedan motor stvara višak energije tijekom rada, ta energija odmah ide na podršku obližnjih motora koji trebaju dodatno ubrzanje. Što to znači za stvarnu obradu? Pa, ti dinamički prijenosi energije skraćuju razdoblje oscilacije za oko 22 milisekunde tijekom završetka rada, što čini primjetnu razliku u tome kako glatke površine izgledaju nakon rezanja.

Jednostavan pristup i povećanje produktivnosti pomoću tehnologije jednog kabla

U slučaju da se ne primjenjuje sustav za upravljanje brzinom, to znači da se ne primjenjuje sustav za kontrolu brzine.

Jedna kablovska tehnologija, ili skraćeno OCT, čini stvari puno jednostavnijim tako što stavlja i energiju i podatke u samo jedan kabl umjesto više. To smanjuje sve te komplicirane ožičenja za oko 60% prema testovima. Ono što je stvarno važno je kako to radi tijekom stvarnih operacija. Sistem može zadržati obrtni moment i informacije o položaju teče zajedno preko svake osi, tako da ne postoje dosadne zaustavlja i pokreće se prilikom kretanja između različitih dijelova alatnog puta. Strojevi su u stalnom pokretu što znači bolji kontakt s dijelom i dosljedniji pritisak rezanja tijekom cijele obrade. Jedan proizvođač je zapravo vidio da se vrijeme postavljanja smanjuje za gotovo polovinu kada su prešli na OCT u uskim prostorima gdje bi tradicionalne instalacije trajale vječno.

18% smanjenje vremena ciklusa u visokokvalitetnom zavodjenju provjereno na proizvodnim CNC-tornim strojevima s 4 osi

Ispitivanja na proizvodnim linijama pokazuju da se, kada se tehnologija OCT-a integriše u višeosne sustave, vremenski ciklusi za precizne obrte ubrzavaju za oko 18%. Zašto? Centralizirana sinhronizacija smanjuje zakasnjenje signala između različitih pogona, što znači da komponente puno bolje rade zajedno prilikom obrade tih složenih kontura. Jedan veliki proizvođač je vidio nešto prilično impresivno također. Nakon što su prešli na EtherCAT-ovu instalaciju s jednim kablom, prijavili su oko 30% manje problema s kvarom kablova. Ima smisla jer manje priključenih točaka prirodno dovodi do pouzdanije performanse, posebno važne u okruženjima gdje strojevi stalno vibriraju na visokim razinama.