Фералторф, Швейцария — Совместимая с Ethernet сеть управления движением Powerlink помогает швейцарской компании Carbo-Link создавать компоненты из углеродного волокна для сложных применений, таких как такелаж для гоночных яхт.
Компания использовала контроллер, совместимый с Powerlink, и приводы Baldor для создания машины, которая наматывает углеродные волокна для формирования легких, но сверхпрочных трубок или стержней длиной до 14 метров. Машина оказалась настолько успешной, что в настоящее время компания разрабатывает версию длиной 50 метров для поддержки гораздо более широкого спектра применений.
Основанная в 2003 году исследователями из Empa, Швейцарского федерального института тестирования и исследований материалов, компания Carbo-Link была вынуждена создать собственное оборудование, чтобы получить точный контроль над ориентацией и положением волокон в процессе намотки. Стандартные намоточные машины, представленные на рынке, просто слишком негибки (а также слишком дороги) для того типа и постоянно меняющегося разнообразия компонентов специального назначения, которые производит молодая компания Carbo-Link.
Стоимость и гибкость были ключевыми факторами при выборе технологии управления движением. Для новой машины требовалось управлять пятью осями движения. Это число заставило инженера Carbo-Link Ивана Стоклина задуматься об использовании одной из новых высокоскоростных сетей управления движением, поскольку он не хотел покупать два контроллера. Из предыдущего опыта работы с обычными аналоговыми приводами и контроллерами движения он знал, что одного стандартного недорогого контроллера движения вполне может оказаться недостаточно для управления всей системой.
Powerlink также пообещал снизить сложность прокладки кабелей и размер системы управления. Это было еще одним привлекательным свойством новой технологии, поскольку часть системы управления движением перемещается вдоль 14-метровой каретки по мере формирования трубки или стержня.
Контроллер NextMove e100, совместимый с Powerlink от Baldor, предоставил Carbo-Link гибкое решение. Скорость передачи данных 100 Мбит/с в сети, совместимой с Ethernet, в сочетании с высокопроизводительным DSP позволяет одному контроллеру управлять до 16 интерполированными осями, а также всеми другими необходимыми компонентами ввода-вывода оборудования. Внутренняя устойчивость сети к помехам также означает, что ее можно устанавливать на очень больших расстояниях. Это было очень полезно для 14-метровой моталки и будет еще более важно для предстоящей 50-метровой версии машины.
Уникальная моталка Carbo-Link изготовлена из прецизионной стальной рамы с намоточными элементами, а также подвижного инструмента, который скользит по всей длине машины по мере изготовления компонента из углеродного волокна. Две оси серводвигателя обеспечивают синхронизированное действие намотки, которое может быть сконфигурировано для создания канатов и прочных стержневых конструкций или для намотки трубчатых профилей вокруг оправкообразователя. Движущийся инструмент имеет две оси перемещения серводвигателя. Один обеспечивает боковое перемещение для точного позиционирования волокна относительно создаваемой структуры. Второй обеспечивает управление вращением ‘ушка’, которое направляет волокна по мере их намотки. Последняя ось управляет линейным перемещением инструмента вдоль станка.
В дополнение к точному контролю процесса намотки, станок обеспечивает Carbo-Link полную программируемость и гибкость программного обеспечения, что позволяет изготавливать широкий спектр различных компонентов. Машина использовалась, например, для изготовления канатов из углеродного волокна для такелажа на гоночных яхтах «вокруг света». Компания также изготовила трубы очень малого диаметра со сверхтонкими стенками толщиной всего 0,15 мм для конструкционного использования в передовых аэрокосмических приложениях.
Контроллер и приводы, совместимые с Baldor Powerlink, размещены в небольшом корпусе, расположенном на одном конце машины. Сеть Powerlink внесла существенный вклад в снижение веса, размеров и занимаемой площади системы благодаря простому последовательному соединению, которое используется для соединения основных компонентов системы.
Система была запрограммирована с использованием разработанного Baldor языка управления движением и машиной Mint. Этот язык, похожий на BASIC, включает в себя ключевые слова высокого уровня для общих задач управления движением. Ряд этих ключевых слов помогли Ивану Стоклину упростить программное обеспечение, в том числе FOLLOW и VECTORA, которые обеспечивают возможность одновременного перемещения всех осей, синхронно друг с другом, но с определенными передаточными отношениями.
“Powerlink предоставляет очень мощную платформу управления для производителей движущегося оборудования”, — отмечает Иван Стоклин из Carbo-Link. “Главным преимуществом стало снижение сложности построения системы, поскольку контроллер one Baldor со встроенным многозадачным ядром полностью отвечал требованиям машины к многоосевому перемещению, HMI и вводу-выводу, что позволило мне сосредоточить большую часть своего времени на разработке уникальных механизмов намотки и механика.”
“Powerlink отлично справляется с задачей снижения сложности систем управления станками, и это приложение является хорошим примером того, что один контроллер управляет пятью осями плюс всеми другими необходимыми функциями ввода—вывода, а также минимизирует электрическую нагрузку”, — говорит Марк Готтенкиени из Baldor. “Это было бы столь же эффективно при управлении гораздо более сложным станком с десятками осей, и такая широкая применимость делает его особенно подходящим для небольших машиностроительных предприятий”.
Свежие комментарии