Klaidžiojate tarp vienašakio ir daugiaašakio? 4 pagrindiniai argumentai keisti į EtherCAT variklių valdiklius

Tikroji trijų ašių tikslaus judėjimo realizacija naudojant determinuotą sinchronizavimą

Kaip EtherCAT pasiskirstytieji laikrodžiai pašalina drebėjimą submikrosekundžių tikslumu koordinuojant ašis

EtherCAT paskirstytosios laikrodžio technologija leidžia sinchronizuoti servorūšių variklius tik per 100 nanosekundžių, todėl kiekvienoje ašyje pasiekiamas labai patikimas judėjimo valdymas. Programinės įrangos laikomos sistemos negali šito prilygti, nes jos remiasi laiko nustatymu per kodą, o ne įtaisyta įrangos, kuri kiekviename įrenginio mazge tiksliai žymi laiko žymas. Tai sumažina tas nepatogias ryšio blyksniavimo problemas, kurias pastebime kitose sistemose, ir užtikrina, kad komandos vykdomos vienu metu visoje sistemoje. Realiojo laiko bandymai parodė, kad ašių lygiavimas išlieka nepajudinamas, o paklaidos daugumą laiko yra mažesnės nei 0,1 mikrosekundės. Ką tai praktiškai reiškia? Dabar mašinos gali apdoroti sudėtingas kreivines trajektorijas, kurios buvo neįmanomos su senesnėmis konfigūracijomis. Visą sistemą pagerina tai, kad laiko tikslumo intelektas paskirstomas visoje tinkle, o ne sutelkiamas viename centrinėje valdiklyje, kuris sukelia delsas ir duomenų srautų susigrūdimus. Daugiaašės mašinos juda idealiai sinchroniškai X, Y ir Z ašimis net esant dideliam greičiui. Pramonės šakose, kur tikslus detalių gamybos rezultatas yra lemiamas – pavyzdžiui, puslaidininkių gamyboje ar aukštos tikslumo metalo apdirbime – tokia laiko tikslumo tikslumas jau nebe tik pageidautinas, o tampa būtinas, norint išlikti konkurencingoje pozicijoje.

Realus patvirtinimas: ±0,5 μm kelio tikslumas aukšto greičio tris ašis turinčioose puslaidininkių apdorojimo sistemose

Puslaidininkių plokštelių apdorojimo sistemos, naudojančios EtherCAT technologija įgalintus daugiapakopius variklius, gali pasiekti maždaug ±0,5 mikrometro kelio tikslumą judėdamos 2 metrų per sekundę greičiu. Šios sistemos išlaiko tokį tikslumą sinchronizuotai judėdamos XYZ ašimis milijonais eksploatacijos ciklų, kartais viršydamos 15 milijonų ciklų iki pirmojo techninės priežiūros patikrinimo. Temperatūros bandymai parodė minimalų išlinkimo rodiklį – mažiau nei 0,2 mikrometro vienam laipsniui Celsijaus, o plokštelių padėtis išlieka viduje apytiksliai 3 mikronų net ir ilgai veikiant sistemai. Įdomu tai, kad visa tai vyksta be jokių mechaninių žingsnio kompensavimo mechanizmų, kurie paprastai būna senesnėse sistemose. Palyginus su tradicinėmis vienpakopėmis sprendimais, pozicijų nuoseklumas pagerėja maždaug 60 %, o sustojimo laikas sutrumpėja apytiksliai 45 %. Kas tai reiškia praktikoje? Gamintojai dabar pasiekia nuoseklią kokybę visuose gamybos partijuose, todėl susidaro mažiau defektų turinčių mikroschemų ir galiausiai padidėja bendras kitos kartos puslaidininkių gamybos naudingumo koeficientas, kai procesų tolerancijos kasmet vis labiau sumažėja.

Supaprastinta integracija ir vietos taupymas naudojant daugiagalių ašių variklių architektūrą

70 % mažiau laidų ir nereikia centrinio judėjimo valdiklio – leidžia kurti kompaktiškas 3 ašių tikslumo judėjimo sistemas

Daugiaašės variklių valdymo sistemos pašalina tą didelį centrinių judėjimo valdiklių bloką ir sumažina laidų skaičių apie 70 % dėka bendrų maitinimo linijų ir EtherCAT ryšio visoje sistemoje. Kai gamintojai sujungia tris ašis į vieną vienetą, jie sutaupo daug vietos plokštėse ir pašalina nesutvarkytus laidų raištelius – tai ypač svarbu dirbant siaurose gamyklinėse patalpose, kur kiekvienas colis turi reikšmės. Variklių sinchronizavimas tiesiogiai, o ne per kelis valdiklius, sutrumpina diegimo laiką maždaug 35 %, tačiau išlaiko puikią submikroninę tikslumą. Šios sistemos ypatinga privalumą – jos lankstumas ir galimybė augti kartu su poreikiais. Norite pridėti daugiau ašių? Paprasčiausiai prijunkite papildomą įrangą be reikalingumo visiškai peržiūrėti arba keisti visų spintelių bei įsigyti naujų valdiklių. Visi šie veiksniai kartu paaiškina, kodėl daugiaašės variklių valdymo sistemos tapo tokia tvirta pagrindu kurti tankias 3D judėjimo sistemas, kurios reikalauja tiek tikslumo, tiek efektyvumo.

Žemesnė bendro naudojimo sąnaudų vertė 3 ašių ir daugiau sistemoms: komponentų sąrašas (BOM), darbo užmokestis ir mastelio keitimo galimybė

TCO naudingumo taškas trijų ašių sistemoje: 18 % mažiau komponentų ir 35 % greitesnė paleidimo į darbą procedūra palyginti su vienašiu CANopen

Kai kalbama apie daugiagalių ašių servoribų variklius, tikrieji pinigų taupymo pradžia prasideda maždaug nuo trijų ašių – tai būtent tas taškas, kai jie pradeda pranašiauti prieš senus viengalių ašių CANopen įrenginius. Įmontuota valdymo elektronika sumažina medžiagų sąraše (BOM) reikalingų detalių skaičių maždaug 18 %. Dabar nebėra reikalo naudoti papildomų maitinimo šaltinių, valdiklių ar visų tų įėjimų/išėjimų (I/O) sąsajų. Ką tai praktiškai reiškia? Greitesnį diegimo laiką – technikams dirbant su vienu sistema vietoj kelių atskirų variklių diegimo laikas sutrumpėja maždaug 35 %, o laidų sąsajų skaičius sumažėja beveik perpus. Kuo daugiau ašių, tuo didesnis darbo jėgos taupymas, ypač svarbu vietose, kur inžinieriai už savo paslaugas ima labai aukštus įkainius. Pavyzdžiui, puslaidininkių bandymo įrangoje viena įmonė atliko keturgalių ašių modernizavimą ir grąžino investicijas vos per 11 mėnesių, nes sumažėjo visų komponentų integravimo laikas ir nebuvo išmesta jokios produkcijos diegimo metu. Daugiagalių ašių sistemos iš esmės keičia judėjimo sistemų kainų skaičiavimo principus. Trys ašys žymi posūkio tašką: nuo šiol kiekviena papildoma ašis sutaupo dar daugiau nei ankstesnė.

Energinio naudingumo ir šiluminiai pranašumai tankiuose 3 ašių tikslaus judėjimo taikymuose

Regeneracinės energijos bendrinimas tarp ašių per bendrą nuolatinės srovės magistralę sumažina maksimalią galios apkrovą

Daugiaašių servosistemų atveju bendra nuolatinės srovės magistralė veikia kaip energijos perskirstymo tinklas tarp skirtingų ašių. Kai viena sistemos dalis sulėtėja, iš to sulėtėjimo gauta energija nukreipiama, kad padėtų kitoms dalims, kurioms reikia pagreitėti. Toks energijos pakartotinis naudojimas realiuoju laiku sumažina maksimalų galios suvartojimą apie 15–20 procentų, kas ypač svarbu nepertraukiamai veikiančiose gamybos operacijose, pvz., CNC staklių dirbtuvėse arba automatizuotose supakuojamosios linijose. Pašalinus senąsias rezistorines stabdymo sistemas, įmonės taupo pinigus keliose gamyklos infrastruktūros srityse: transformatoriai daugiau nebereikalauja būti pernelyg dideli, grandinės pertrūkio jungikliai gali būti pritaikyti mažesnėms apkrovoms, o visoje sistemoje išsiskiria mažiau šilumos. Gamintojams, kurie dėmesį skiria žaliajai ekologijai, tokia konfigūracija reiškia tiek sąnaudų sumažėjimą, tiek aplinkosauginius privalumus, nepažeidžiant tikslumo, kuris reikalingas šiuolaikinėms automatizavimo užduotims.

Matuota 22 % žemesnė aplinkos temperatūros pakilimo reikšmė modernizuojant pakuotės mašinas su daugiagaliais variklių valdymo įrenginiais

Lauko duomenys, gauti modernizuojant pakuotės linijas, rodo, kad daugiagaliai variklių valdymo įrenginiai sumažina aplinkos temperatūros pakilimą šalia valdymo spintelių 22°C , palyginti su atskirais viengaliais alternatyviais sprendimais. Šis šiluminis pranašumas kyla iš trijų pagrindinių veiksnių:

• Atskirų variklių valdymo įrenginių korpusų ir specialių aušinimo sistemų pašalinimas
• Galios puslaidininkių apkrovos optimizavimas per visus valdymo ašis
• Sutvarkytų jungimo dažnių dėka sumažinti srovės harmonikai
  Patikimumo tyrimai sieja šį šaltesnį veikimą su 30 % ilgesniais komponentų tarnavimo laikais , tuo tarpu kompaktiškas konstrukcinis faktorius pagerina oro cirkuliaciją robotų darbo vietose – dar labiau gerinant šilumos valdymą vietose, kur ribotas erdvės tūris.