Одним из наиболее многообещающих последних достижений в области технологии подключения является бесконтактная передача энергии и данных и ее использование в промышленном мире. Такая технология может заменить электропроводку, кабели и кабельные носители, снижая затраты и упрощая конструкцию. Например, роботизированные системы иногда ограничены ограничениями в области автоматизации и приводных технологий. Однако рассмотрим случай портального робота, который использует бесконтактную передачу энергии и данных вместо стационарных проводок и кабельных носителей.
Портальные роботы — это испытанное решение для внутрилогистических потоков материалов внутри машины или приложения. Они обычно используются для автоматического обнаружения продуктов, надежного и быстрого их захвата и доставки по назначению. Этот тип роботов полезен во многих отраслях промышленности и может использоваться для широкого спектра размеров и веса изделий, а также для преодоления расстояний. Зачастую длина силовых и коммуникационных кабелей, а также кабельных опор ограничивает гибкость и адаптируемость существующего оборудования к новому сценарию производства. Но добавление бесконтактной передачи энергии и данных открывает новые возможности.
Меньший уровень шума, улучшенная динамика, большая гибкость
Бесконтактная передача энергии и данных в сочетании с интеллектуальным программным обеспечением и надежной мехатроникой могут сформировать полностью интегрированное решение. Используя бесконтактную передачу энергии, несколько роботов могут свободно перемещаться по одному и тому же горизонтальному участку рельса, что значительно повышает гибкость портального робота. Это регулярно приводит к перекрытию секций между роботами, что в конечном счете обеспечивает большую свободу с точки зрения конструкции машины и операций. Логистические процессы такого рода было бы не так просто реализовать с помощью кабельных операторов из-за дополнительной площади, которую операторы используют на всем протяжении системы. Кроме того, кабельные опоры создают шум, подвержены износу, увеличивают инерцию и оказывают общее негативное влияние как на динамику, так и на энергоэффективность из-за создаваемого ими трения.
Еще одним преимуществом бесконтактной передачи энергии и связи является отсутствие ограничений в отношении места установки, обрыва кабеля или ограниченной частоты циклов – все это проблемы, связанные с кабельными опорами и движущимися кабелями. Это стало возможным благодаря бесконтактной индуктивной системе передачи энергии, включающей децентрализованный модуль питания. В зависимости от конструкции этот модуль обеспечивает мощность передачи от 5 до 11 л.с.
Еще одним преимуществом является то, что на протяжении всего цикла загрузки робот потребляет менее 0,7 л.с. за счет захвата — даже при том, что только для горизонтальной оси требуется более 5 л.с. разгонной мощности. Краткосрочные потребности в энергии удовлетворяются блоком накопления энергии — двухслойным конденсаторным блоком, который обеспечивает первичное энергоснабжение робота напряжением постоянного тока 100 В. Типичные профили перемещения портального робота, которые включают чередующиеся фазы ускорения и торможения, привели к идее сохранения рекуперативной энергии, вырабатываемой при торможении, в процессе вместо того, чтобы рассеивать ее с помощью резисторов. Накопитель энергии поглощает эту энергию торможения, а также выполняет функцию усилителя, когда приводы портала разгоняются со скоростью 20 футов/сек2. Бесконтактная система передачи и накопления энергии должна компенсировать только потери механической эффективности системы, которые составляют около 0,7 л.с. В отличие от привычного для многоосевых приложений подключения по каналу постоянного тока, которое расположено в центральном шкафу управления, каждый блок может накапливать энергию независимо. Это позволяет легко и удобно масштабировать систему.
Связь без использования кабеля
Бесконтактная система передачи энергии robot gantry, которая устраняет необходимость в ограничительных кабелях, также распространяется на коммуникационные процессы. Здесь световой барьер данных EtherCAT передает интерполированные заданные значения положения от центрального контроллера движения к четырем сервоинверторам в подвижном корпусе с интервалом в 1 мс. Контроллер движения вычисляет сложное управление движением робота – и может выполнять это одновременно для четырех роботов. Управление движением включает в себя выполнение вычислений и координацию действий роботов для предотвращения столкновений. Если машине в производственной сети требуется удвоить производительность подачи материала, портальная система предоставляет пользователям возможность гибко перемещать робота из другой секции. Манипуляторы, которые получают питание с помощью кабелей, напротив, привязаны к своей секции. В результате связанные ресурсы становятся подвижными, а системы в целом — более гибкими и производительными. На основе этого подхода могут быть созданы совершенно новые концепции машин.
Оптическая связь в режиме реального времени
Поставщик средств автоматизации решил использовать протокол EtherCAT в режиме реального времени Ethernet в gantry — снова отказавшись от кабелей, реализовав оптическое подключение к мобильным устройствам. Данные о приводе могут передаваться роботам через световые барьеры для передачи данных. В каждом роботе нет отдельных контроллеров движения, поскольку один из них выполняет работу по управлению всей роботизированной системой. Поскольку каждый цикл занимает 1 мс, оптическая система практически не имеет периодов задержки при передаче интерполированных заданных значений положения на инверторы или при возврате соответствующих фактических значений.
Коммуникация для технологии функциональной безопасности работает таким же образом. Приложение использует центральный контроллер безопасности для всех роботов и машины в целом. Этот контроллер безопасности напрямую взаимодействует с контроллером автоматизации SEW Eurodrive MOVI C через EtherCAT, используя протокол EtherCAT FSoE (Fail Safe over EtherCAT). Такая настройка позволяет обоим контроллерам легко обмениваться данными, значительно упрощает программирование и обеспечивает отличные условия для диагностики и отладки. Бесшовная интеграция FSoE safety master и
световой барьер EtherCAT для передачи данных интегрирован в комплексное решение для автоматизации, включающее двигатели, электронику и визуализацию.
СШИТЬ евродвигатель
www.seweurodrive.com
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии