Существуют ключевые различия между таблицами индексации фиксированного положения и таблицами индексации положения с замкнутым циклом. Здесь мы рассмотрим их и способы контроля для достижения максимальной точности.

Автор: Кен Пфал, менеджер по продажам | Приводы с индексом движения

Индексирующие столы выпускаются в различных исполнениях с различными настройками скорости и выдержки для решения задач обработки станков, штамповки, сборки медицинских изделий и укупорки бутылок. В этих таблицах используются механические приводы, частотно-регулируемые приводы (ЧРП), программируемые сервоприводы и прямые приводы. Некоторые механические индексаторы на основе кулачков преобразуют входные данные в прерывистый выходной сигнал, передавая движение через прецизионный цилиндрический кулачок. Версии, которые работают как указатели фиксированного положения, имеют профиль перемещения, вырезанный непосредственно в кулачке для задействования толкателей. Такие механические приводы часто проще и надежнее справляются с поставленными задачами, чем другие варианты. Тем не менее, некоторые индексирующие таблицы теперь интегрируют VFD и даже сервоприводы для обеспечения прерывистых движений индексации с большей гибкостью там, где этого требует производство.

Устаревшие конструкции индексаторов включают в себя контакторы двигателей и двухскоростные двигатели для управления. Есть веская причина, по которой двухскоростные двигатели когда-то были так распространены. Это связано с тем, что традиционным индексаторам необходимо восстанавливать положение при низкой скорости из-за более крутого угла среза кулачка и порога сдвига кулачковых толкателей.

Перенесемся к сегодняшним вариантам. Теперь, когда VFD стали более доступными, чем раньше, они являются первым выбором для обеспечения такого же восстановления при сбоях в работе, как и при использовании устаревших настроек индексатора. Тогда неудивительно, что использование моторных контакторов в значительной степени прекратило свое существование как метод управления указателями.

Фактически, переход на VFDS позволил использовать инверторные односкоростные двигатели переменного тока, которые поддерживают управление на основе VFD. Это обеспечивает более универсальные функции индексации с помощью кулачков с постоянным ходом благодаря позиционированию по замкнутому контуру. Такие гибкие системы отличаются от указателей фиксированного положения тем, что (как уже упоминалось) указатели фиксированного положения имеют весь профиль перемещения, вырезанный непосредственно в кулачке. Напротив, более новые указатели позиционирования с замкнутым контуром используют VFD для управления профилем движения. Одно предостережение: несмотря на то, что это более гибкая настройка, такие указатели также легче неправильно запрограммировать и даже повредить в процессе кулачковые толкатели и сам кулачок.Это необходимо учитывать при выборе наиболее подходящего дизайна для приложения, нуждающегося в индексации

Обратите внимание, что существуют и другие варианты, помимо сопряжения двигателей переменного тока с энкодерами для обеспечения гибкой работы индексатора. Сервомоторы и усилители также могут управлять индексаторами с замкнутым контуром позиционирования. Такие сервоприводы для индексаторов сложнее всего вводить в эксплуатацию, поскольку большинство используемых здесь сервоусилителей в первую очередь предназначены для управления роботами и поэтому ограничены теми способами, которыми производители роботов разрешают управлять вспомогательными двигателями. Более того, многие из этих конструкций также не допускают изменения трапециевидных профилей движения — таким образом, конструкция вынуждена обеспечивать идентичные скорости ускорения и замедления. Это ограничивает размер индексатора из-за невозможности создать сбалансированные профили перемещения, которые должным образом ограничивают крутящий момент в индексаторе.

Более подробная информация о таблицах индексации с фиксированным положением

Установки на основе кулачков, работающие с постоянной скоростью, преобразуют постоянное входное движение (от двигателя) в прерывистое выходное движение с помощью механических средств. Производители деталей для индексации в цифровом виде формируют кулачок спереди, чтобы он не вызывал рывков, а вместо этого производил мягкие и противоударные удары, оптимизированные для конкретной задачи. Большинство таких кулачков входят в комплект поставки для обеспечения надежного крепления к выходному столу (иногда называемому циферблатом). Двигатель обычно представляет собой трехфазный тормозной двигатель, который передает мощность через цепное колесо, ременное колесо или зубчатый редуктор на приводной вал стола. Он подключается непосредственно к цилиндрическому кулачку для поворота кулачковых толкателей и выходного фланца. Фланец расположен внутри проволочного подшипникового узла без люфта, и весь привод герметизирован от проникновения посторонних веществ.

Некоторые версии оснащены закаленными в пламени кулачками и толкателями для плавного ускорения и замедления, а также надежной работы в экстремальных условиях. Точность до ±0,008 мм является стандартной для множества конфигураций. Одним из вариантов является фиксирующая задержка для получения автономной точности для критически важных станций. Другие варианты включают усиленный подшипник с выходным фланцем для увеличения опрокидывающего момента; дополнительную фрикционную муфту на приводе; а также угол выдержки и шага, адаптированный к конкретным требованиям.

Как уже упоминалось, в гибких конструкциях индексаторов используется либо установка серводвигателя, либо установка двигателя переменного тока с энкодером. Индексирующие таблицы, работающие от VFD, могут включать двигатель, приводящий в движение кулачок с заданной скоростью, до заданного времени ожидания, а затем останавливаться. Это позволяет диску оставаться на месте от нескольких секунд до нескольких часов — например, для завершения процессов на станции перед перемещением заготовки на следующую станцию. Энкодер отслеживает положение распределительного вала для обеспечения высокой точности позиционирования. В некоторых конструкциях выходной диск установлен на высокоточном четырехточечном подшипниковом узле с предварительной нагрузкой против биения. Некоторые производители герметизируют весь накопитель от попадания пыли и влаги.

Недостатки другой гибкой настройки индексатора— основанной на программируемых сервоприводах, уже упоминались. Но чтобы решить серьезную проблему для приложений, требующих высочайшего уровня программируемости, некоторые производители разрабатывают свои программируемые индексные таблицы на основе сервоприводов таким образом, чтобы их можно было идентифицировать по всем маркам роботов и элементам управления.

Обратите внимание, что кулачки обеспечивают механические преимущества даже в тех формах, которые полагаются на элементы управления для некоторого профилирования движения. Рассмотрим, как в этих установках индексатора используется зубчатый редуктор, который соединяет двигатель с входным валом цилиндрического кулачка, но цилиндрический кулачок вращает верхний диск через кулачковые толкатели с жестким соединением без люфта. Это прямое соединение между вращающимся диском стола и кулачком позволяет при проектировании не обращать внимания на выходной ток для зубчатых зацеплений. Вместо этого машиностроитель может совместно с производителем подобрать размер кулачкового привода в соответствии с общей системой и моментом инерции полезной нагрузки. Это гарантирует, что кинематический узел индексирующего стола без проблем выдерживает инерционные нагрузки в процессе эксплуатации.

Обратите внимание, что одним из наиболее важных аспектов управления индексаторами является обработка аварийных остановок. Индексаторы с фиксированным расположением используют тормоз на двигателе соответствующего размера, чтобы остановить момент инерции массы груза. Напротив, указатели положения с замкнутым контуром всегда имеют тормоз, присоединенный к двигателю для обеспечения максимальной удерживающей способности. Но этот тип торможения почти всегда останавливает указатель быстрее, чем позволяет его мощность, поэтому его нельзя использовать в ситуациях аварийной остановки. Вместо этого указатели положения с замкнутым контуром должны иметь процедуры аварийной остановки, которые используют контроллер двигателя для остановки нагрузки.

Свяжитесь с автором по адресу kp1@mid.us.com или (248) 743-9999. Также посетитеПриводы с индексом движенияоколоmotionindexdrives.com.