Nakakalito sa Pagpipilian sa Single-axis at Multi-axis? 4 Pangunahing Dahilan para Palitan ng EtherCAT Servo Drives

Tunay na Presisyong Galaw na May Tatlong Axis sa Pamamagitan ng Determinadong Synchronisation

Paano Inaalis ng Distributed Clocks ng EtherCAT ang Jitter para sa Koordinasyon ng Axis na Nasa Sub-microsecond

Ang teknolohiyang distributed clock sa EtherCAT ay nagpapakasabay sa mga servo drive sa loob lamang ng 100 nanosekundo, na nagbibigay-daan sa napaka-maaasahang control ng galaw sa bawat axis. Ang mga sistema na pinapatakbo ng software ay hindi kayang tugunan ang ganitong antas dahil umaasa sila sa pagtatakda ng oras sa pamamagitan ng code kaysa sa hardware na nakabuilt-in at naglalagay ng eksaktong mga marka ng oras nang direkta sa bawat device node. Ito ay nagbabawas sa mga nakakainis na pagkakahinto sa komunikasyon na karaniwang nararanasan sa ibang sistema at nagpapanatili ng samultaneong pagpapatupad ng mga utos sa buong sistema. Ang mga pagsusulit sa tunay na mundo ay nagpapakita na ang pagkakasunod-sunod ng mga axis ay nananatiling lubos na matatag, na may mga error na nasa ilalim ng 0.1 mikrosekundo karamihan ng oras. Ano ang praktikal na kahulugan nito? Ang mga makina ay maa nang magproseso ng mga kumplikadong kurba na dati'y imposible gamit ang mga lumang setup. Gumagana nang mas mahusay ang buong sistema kapag hinahati-hati ang karunungan sa pagtatakda ng oras sa buong network, imbes na umaasa sa isang sentral na controller na nagdudulot ng mga delay at traffic jam. Ang mga multi-axis na makina ay gumagalaw nang perpektong nakasabay sa kanilang mga axis na X, Y, at Z kahit kapag mabilis ang bilis ng operasyon. Para sa mga industriya kung saan ang eksaktong paggawa ng mga bahagi ay napakahalaga—tulad ng semiconductor manufacturing o high-precision metalworking—ang ganitong antas ng kumpiyansa sa pagtatakda ng oras ay hindi na lamang isang kagustuhan; ito ay naging pangunahing kinakailangan upang manatiling kompetitibo.

Pagpapatunay sa Tunay na Mundo: ±0.5 μm na Katiyakan sa Landas sa Mataas-na-Bilis na Pagmamanipula ng Semiconductor na may Tatlong Aksis

Ang mga sistemang panghawak ng semiconductor wafer na gumagamit ng multi-axis drive na may kakayahang EtherCAT ay maaaring makamit ang katiyakan ng landas na humigit-kumulang sa plus o minus 0.5 micrometro kapag kumikilos sa bilis na 2 metro kada segundo. Ang mga sistemang ito ay nananatiling eksaktong ganito ang katiyakan habang isinasagawa ang sinasadyang paggalaw sa XYZ sa loob ng milyon-milyong siklo ng operasyon, at minsan ay lumalampas pa sa 15 milyon bago kailanganin ang mga pagsusuri para sa pagpapanatili. Ang mga pagsusuri sa init ay nagpakita ng napakaliit na rate ng pagkakaiba (drift) na nasa ilalim ng 0.2 micrometro kada degree Celsius, at ang posisyon ng paglalagay ng wafer ay nananatiling nasa loob ng humigit-kumulang sa 3 microns kahit matagal nang tumatakbo ang sistema. Ang kakaiba rito ay ang lahat ng ito ay nangyayari nang walang anumang mekanikal na mekanismo para sa kompensasyon ng backlash—na karaniwang nakikita sa mga lumang sistema. Kapag inihambing sa tradisyonal na mga solusyon na may iisang axis lamang, nakikita natin ang humigit-kumulang 60% na mas mahusay na pagkakapareho ng posisyon at humigit-kumulang 45% na mas mabilis na settling time. Ano ang epekto nito sa tunay na mundo? Ang mga tagagawa ay nakakamit na ngayon ang pare-parehong kalidad sa bawat batch, na nangangahulugan ng mas kaunting depektibong chip at sa huli ay mas mataas na kabuuang yield sa produksyon ng susunod na henerasyon ng semiconductor—kung saan ang mga toleransya ng proseso ay patuloy na sumusulpot taon-taon.

Pinasimple na Pag-integrate at Pag-imbak ng Espasyo gamit ang Arkitektura ng Multi-axis Drive

70% Na Mas Kaunti ang Kable at Walang Sentral na Motion Controller—Nagpapahintulot ng Mga Kompaktong 3-Axis na Sistema ng Presisyon sa Galaw

Ang mga setup ng multi-axis drive ay nagtatanggal ng mabigat na sentral na motion controller at binabawasan ang lahat ng kable sa halos 70% dahil sa pagbabahagi ng mga power line at sa EtherCAT communication sa buong sistema. Kapag pinagsasama ng mga tagagawa ang tatlong axis sa isang yunit, nakakatipid sila ng malaking espasyo sa mga panel at natatanggal ang kaguluhan ng mga kable bundle—na napakahalaga kapag gumagawa sa mga makitid na espasyo sa pabrika kung saan bawat pulgada ay mahalaga. Ang pag-synchronize ng mga motor nang direkta imbes na i-link sa pamamagitan ng maraming controller ay nagpapabilis ng setup time ng humigit-kumulang 35%, habang nananatiling buo ang napakataas na kahusayan na may sub-micron accuracy. Ang isa sa pinakamagandang katangian ng sistemang ito ay ang kakayahang lumago kasabay ng pangangailangan. Gusto mo bang dagdagan ang bilang ng mga axis? Sapat na ang pag-plug-in ng karagdagang hardware nang walang kailangang buksan ang buong cabinet o bilhin ang bagong mga controller. Ang lahat ng mga kadahilanang ito ang paliwanag kung bakit naging matibay na pundasyon ang mga multi-axis drive para sa pagbuo ng dense na 3D motion system na nangangailangan ng parehong kahusayan at kahusayan.

Mas Mababang Kabuuang Gastos sa Pagmamay-ari para sa 3-Axis at Higit Pa: BOM, Paggawa, at Kakayahang Lumawak

TCO Break-Even sa 3 na Aksis: 18% Na Kulang ang mga Komponente at 35% Na Mas Mabilis na Pagpapakilala kumpara sa Single-axis CANopen

Kapag nasa multi-axis servo drives na ang usapan, ang tunay na pagtitipid ay nagsisimula sa mga tatlong axis, na kung saan sila ay nangangailangan ng parehong gastos kumpara sa mga lumang single-axis CANopen setup. Ang naka-integradong control electronics ay binabawasan ang bilang ng mga bahagi na kailangan para sa bill of materials ng humigit-kumulang 18%. Walang pangangailangan na magdagdag ng mga power supply, controller, o lahat ng mga I/O interface. Ano ang praktikal na kahulugan nito? Mas mabilis na setup time—nangangahulugan ito ng humigit-kumulang 35% na mas mabilis kapag ginagamit ng mga teknisyan ang isang sistema kaysa sa ilang hiwalay na drive, at nakakapag-ayos ng kalahati lamang ng kalat ng kable. Habang dumadami ang bilang ng mga axis, lalo pang tumataas ang pagtitipid sa paggawa, lalo na sa mga lugar kung saan ang mga inhinyero ay nagpopropongo ng mataas na bayad. Halimbawa, sa semiconductor testing equipment. Isang kumpanya ang nagpabago ng kanilang sistema sa apat na axis at nabawi nila ang kanilang investment sa loob lamang ng 11 buwan dahil sa mas kaunti nilang oras na ginugol sa integrasyon ng lahat ng bahagi at wala silang nabasurang produkto noong panahon ng installation. Ang mga multi-axis system ay tunay na nagbabago sa paraan ng pagkalkula ng gastos ng mga motion system. Ang tatlong axis ang nagsisilbing turning point, kung saan ang bawat karagdagang axis ay nagdudulot ng mas malaking pagtitipid kaysa sa nakaraang isa.

Kahusayan sa Energiya at mga Pakinabang sa Thermal sa Mga Aplikasyon ng Dense na 3-Axis na Precision Motion

Paghahati ng Regeneratibong Energiya sa Pagitan ng mga Axis sa Pamamagitan ng Karaniwang DC Bus na Nagpapababa sa Demand sa Peak Power

Sa mga multi-axis na servo system, ang isang ibinabahaging DC bus ay gumagana bilang isang network para sa muling pamamahagi ng enerhiya sa pagitan ng iba't ibang axis. Kapag ang isang bahagi ng sistema ay tumatagal ng mabagal, ang enerhiyang nakuhang mula sa pagpapabagal na iyon ay inirere-dirict upang tulungan pangpasok ang iba pang bahagi na kailangang pabilisin. Ang ganitong uri ng pag-uulit ng enerhiya habang nagpapatakbo ay binabawasan ang peak power consumption ng humigit-kumulang 15 hanggang 20 porsyento, na nagdudulot ng malaking epekto sa mga operasyon na tumatakbo nang patuloy sa buong shift—tulad ng mga makikita sa mga CNC machine shop o awtomatikong packaging line. Ang pag-alis sa mga lumang resistor brake ay nagtitipid ng pera sa ilang aspeto ng planta infrastructure. Hindi na kailangang magkaroon ng sobrang laki ang mga transformer, ang mga circuit breaker ay kayang harapin ang mas mababang load, at nababawasan ang kabuuang init na nabubuo. Para sa mga tagagawa na nakatuon sa mga green initiative, ang ganitong setup ay kumakatawan sa parehong pagtitipid sa gastos at mga benepisyong pangkapaligiran nang hindi kinokompromiso ang kahusayan na kailangan para sa mga modernong automation task.

Nasukat na 22% na mas mababang pagtaas ng temperatura ng kapaligiran sa mga makina para sa retrofit ng packaging gamit ang multi-axis na drive

Ang datos mula sa field sa mga retrofit ng linya ng packaging ay nagpapakita na ang multi-axis na drive ay nababawasan ang pagtaas ng temperatura ng kapaligiran malapit sa mga kabinet ng kontrol ng 22°C , kumpara sa mga hiwalay na single-axis na alternatibo. Ang kalamangan sa init na ito ay nagmumula sa tatlong pangunahing kadahilanan:

• Pag-alis ng mga hiwalay na kabinet ng drive at mga nakalaan na sistema ng paglamig
• Optimal na paglo-load ng mga semiconductor ng kuryente sa buong mga axis
• Bawasan ang mga harmonic ng kasalukuyan sa pamamagitan ng sinasabay na mga frequency ng switching
  Ang mga pag-aaral sa katiyakan ay nagsasalaysay ng mas malamig na operasyon na ito sa 30% na mas mahabang buhay ng mga komponent , habang ang kompakto nitong anyo ay nagpapabuti ng daloy ng hangin sa mga workcell ng robot—na karagdagang pinalalakas ang pamamahala ng init sa mga aplikasyong kritikal sa espasyo.