Существуют ключевые различия между таблицами индексации с фиксированным положением и таблицами индексации с замкнутым контуром. Здесь мы рассмотрим их и то, как управлять ими для достижения максимальной точности.

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

Индексные столы выпускаются в различных исполнениях с различными настройками скорости и выдержки для решения задач при обработке станков, штамповке, сборке медицинского оборудования и укупорке бутылок. В этих столах используются механические приводы, частотно-регулируемые приводы (VFDS), программируемые сервоустановки и прямые приводы. Некоторые механические индексаторы на основе кулачков преобразуют входные данные в прерывистый выходной сигнал, передавая движение через прецизионный цилиндрический кулачок. Версии, работающие в качестве указателей фиксированного положения, имеют профиль перемещения, вырезанный непосредственно в кулачке для зацепления за направляющие. Такие механические приводы часто проще и надежнее подходят для поставленных задач, чем другие варианты. Тем не менее, в некоторые индексные столы теперь встроены ЧПУ и даже сервоприводы для обеспечения прерывистых перемещений при 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 восстанавливаться после выхода из положения на низкой скорости из-за более крутого угла среза кулачка и порога сдвига кулачковых толкателей.

Перенесемся к сегодняшним вариантам. Теперь, когда VFD стали более доступными по цене, чем раньше, они являются первым выбором для обеспечения такого же восстановления при неработоспособности, как и при использовании устаревших установок индексатора. Поэтому неудивительно, что использование контакторов двигателей в значительной степени прекратилось как способ управления указателями.

Фактически, переход на VFD позволил использовать односкоростные двигатели переменного тока с инверторным режимом работы, 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 индексаторов с фиксированным положением тем, что (как уже упоминалось) в индексаторах с фиксированным положением весь профиль движения вырезан непосредственно в кулачке. Напротив, новые индексаторы позиционирования с замкнутым контуром используют VFD для управления профилем движения. Одно предостережение: хотя это более гибкая настройка, также легче неправильно запрограммировать такие указатели и даже повредить в процессе фиксаторы кулачков и cam.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 датчиками, для обеспечения гибкой работы индексатора. Серводвигатели и усилители также могут управлять индексаторами с замкнутым контуром позиционирования. Такие сервоусилители для индексаторов наиболее сложны в вводе в эксплуатацию, поскольку большинство используемых здесь сервоусилителей в первую очередь предназначены для управления роботами и поэтому ограничены ограниченными способами, которыми производители роботов допускают управление вспомогательными двигателями. Более того, многие из этих конструкций также не допускают модифицированных трапециевидных профилей движения — поэтому конструкция вынуждена иметь идентичные скорости ускорения и замедления. Это ограничивает размеры индексатора из-за невозможности создания сбалансированных профилей движения, 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 движение входного привода (от двигателя) в прерывистое движение на выходе с помощью механических средств. Производители индексаторов заранее формируют кулачок в цифровом виде, чтобы он не вызывал рывков, а вместо этого производил мягкие и противоударные движения, оптимизированные для выполнения поставленной задачи. Большинство таких кулачков входят в состав узлов для обеспечения надежного крепления к выходному столу (иногда называемому диском). Двигатель обычно представляет собой трехфазный тормозной двигатель, который передает мощность через цепное колесо, ременное колесо или зубчатый редуктор на приводной вал стола. Он соединяется непосредственно с цилиндрическим кулачком для поворота толкателей кулачков и выходного фланца. Фланец расположен внутри проволочно-подшипникового узла без зазора, и весь привод герметизирован от проникновения влаги.

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 режим блокировки 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 остановки и шага, адаптированный к конкретным требованиям.

Как уже упоминалось, в гибких конструкциях индексаторов используется либо серводвигатель, либо двигатель переменного тока с энкодером. Индексные столы, работающие от ЧПУ, могут включать двигатель, приводящий кулачок в движение с заданной скоростью, до заданного значения задержки, а затем останавливать. Это позволяет циферблату оставаться в определенном месте от нескольких секунд до нескольких часов — например, для завершения процессов на станции перед перемещением заготовки на следующую станцию. Энкодер отслеживает положение распределительного вала, обеспечивая высокую точность позиционирования. В некоторых конструкциях выходной диск установлен на высокоточном четырехточечном подшипниковом узле, предварительно нагруженном на биение. Некоторые производители герметизируют весь привод от попадания пыли и влаги.

Недостатки другой гибкой настройки индексатора, основанной на программируемых сервоприводах, уже упоминались. Но для решения серьезной проблемы приложений, которым требуется высочайший уровень 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 таких формах, которые полагаются на элементы управления для некоторого профилирования движения. Рассмотрим, как в этих установках индексатора используется редуктор, который соединяет двигатель с входным валом цилиндрического кулачка, но цилиндрический кулачок вращает верхнюю шкалу через кулачковые толкатели с жестким соединением без люфта. Такое прямое соединение между вращающейся шкалой стола и кулачком позволяет при проектировании не заострять внимание на выводе тока для зубчатых соединений. 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 индексного стола без проблем выдерживает инерционные нагрузки приложения.

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 силы. Но этот тип торможения почти всегда останавливает индексатор быстрее, чем его мощность, поэтому его нельзя использовать в ситуациях аварийной остановки. Вместо этого в индексаторах позиционирования с замкнутым контуром должны быть предусмотрены 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 указателем движенияоколоmotionindexdrives.com.