Высокопроизводительные производственные установкиони используют серводвигатели и приводы для повышения эффективности автоматизации. Это связано с тем, что серводвигатели являются одними из наиболее часто используемых двигателей для точного позиционирования и перемещения с учетом нагрузки.
Серводвигатели используются в самых разных отраслях промышленности, но больше всего они подходят для управления движением машин в упаковочной промышленности, производстве полупроводников, а также в производстве медицинского оборудования и продуктов питания и напитков. Другие распространенные области применения включают робототехнику и системы позиционирования и слежения за солнечными батареями. Здесь и в других местах технология серводвигателей может помочь повысить точность и производительность.
Выбор подходящего серводвигателя для конкретного применения зависит от трех важных параметров: нагрузки, скорости и крутящего момента.
Необходимо учитывать не только ускорение, замедление и рабочий момент, но и способность серводвигателя точно регулировать скорость, положение или крутящий момент груза. Это означает, что необходимо рассчитать значения максимального крутящего момента, как правило, во время ускорения или замедления, а также рабочий/нормальный крутящий момент. Кроме того, необходимо рассчитать инерцию системы (сопротивление нагрузки изменению скорости), чтобы гарантировать, что двигатель/приводная система смогут управлять нагрузкой.
Постоянный крутящий момент двигателя — это его способность обеспечивать номинальный крутящий момент и частоту вращения без перегрева. Периодический крутящий момент показывает, какой крутящий момент двигатель может выдавать за короткий промежуток времени, исходя из текущих ограничений привода и двигателя. Периодический (или пиковый) крутящий момент двигателя может быть намного выше его номинального крутящего момента, и сервосистемы обычно рассчитаны на работу в пределах этого диапазона пикового крутящего момента при ускорении или замедлении нагрузки.
Линейно-поворотные серводвигатели упрощают процесс закрывания
В одном из случаев применения упаковки уникальный серводвигатель помог значительно упростить конструкцию упаковочной машины.
Инженеры производителя упаковочного оборудования Tölke стремились заменить традиционную кулачково-дисковую технологию на своей новой линии розлива и укупорки. Однако, если для замены изделия требовалось изменить сам процесс закрывания, необходимо было заменить механические кулачки, участвующие в процессе завинчивания, что является трудоемким и дорогостоящим процессом. В результате компания Tölke разработала карусельную машину с 16 запорными станциями для применения при частой замене изделий. Теперь для всего процесса завинчивания на каждой станции используется линейно-поворотный двигатель модели PR01-84 от LinMot.
Этот электродвигатель, входящий в серию PR01, был специально разработан для процесса закрывания и завинчивания. Он сочетает в себе как линейный двигатель, так и прямой привод вращения в компактном корпусе, каждый из которых управляется отдельно.
Новым, однако, является использование электронной линейной оси в доводчике. “Колпачок необходимо поднять, надеть на бутылку и затем направить таким образом, чтобы обеспечить оптимальную поддержку вращательного движения”, — сказал Маркус Крегер, руководитель проекта Tölke. “Если бы это линейное движение контролировалось кулачковым диском, то высота, на которую поднимается и опускается колпачок, была бы фиксированной, и вся последовательность движений была бы определена”.
Если бы для замены изделия потребовались изменения в последовательности перемещения, то для механического решения потребовались бы другие закрывающие головки или даже другие кулачковые диски; производителю оборудования пришлось бы интегрировать регулируемые кулачковые диски. В некоторых случаях также потребуется установить пружину, чтобы компенсировать вес головки.
“Благодаря прямому приводу и электронной кривой хода все это больше не требуется”, — пояснил Крегер. При правильном наборе параметров для запрограммированной последовательности движения или при использовании предварительно заданного рецепта движение линейного двигателя может быть запрограммировано по мере необходимости”.
Таким образом, на одном и том же станке можно изготавливать различные типы крышек, включая завинчивающиеся и запрессовывающиеся колпачки. Даже различные усилия прижима или шаг резьбы, например, на контейнерах с защитными крышками и без них, могут регулироваться линейным приводом без какой-либо механической перенастройки.
Кроме того, двигатель линейного вращения, такой как PR01, с двумя независимо управляемыми осями, может запускать вращательное движение во время линейного хода, независимо от положения поворотного стола.
Чтобы повысить модульность машины, инженеры Tölke использовали механическую развязку процесса закрывания от карусели или поворотного стола. Если завинчивающая станция была повреждена, теперь ее можно было заменить за короткое время, что значительно ускоряло восстановление работы машины после аварии. Кроме того, благодаря разъединению теперь можно завершить процесс укупорки всех контейнеров на линии до запланированной остановки машины.
Чтобы еще больше сократить время простоя и контролировать процесс завинчивания, можно анализировать информацию, получаемую линейно-поворотным приводом для каждого отдельного процесса завинчивания (крутящий момент, скорость, угол, вертикальное положение, линейная скорость и усилие).
Данные привода для защелкивающихся колпачков также могут быть использованы в целях мониторинга. При превышении заданного значения усилия защелкивания из-за неправильной точки впрыска может быть выдано сообщение об ошибке.
Благодаря этим многочисленным преимуществам компания Tölke еще до использования линейно-поворотного двигателя PR01 разработала решение, в котором линейное движение обеспечивалось серводвигателем в сочетании со шпинделем с шариковым винтом. Однако шариковый винт должен быть защищен от попадания пыли, что требует дополнительных конструктивных усилий, которые не требуются для полностью собранного линейно-поворотного двигателя. Линейно-поворотный двигатель намного проще в использовании.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии