600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Тенденции движения: Робототехника, дизайн ударных энкодеров Интернета вещей

Преобразователи частоты

Мы попросили производителей энкодеров оценить тенденции, которые они наблюдают в своих отраслях. Вот что они должны были сказать.

Какие новые тенденции в дизайне вы наблюдаете в таких областях, как робототехника, конструкции на батарейках, автоматизированные транспортные средства и безопасность в системах управления движением?

Джонатан Догерти
Специалист по продуктам
ХАЙДЕНХАЙН

Поворотные энкодеры HEIDENHAIN являются важнейшими компонентами транспортных средств с автоматическим управлением (AGV), используемых на распределительных складах, заводах-изготовителях и медицинских учреждениях по всему миру.

Эти датчики обычно обеспечивают обратную связь по движению и скорости в двигателях, работающих по множеству осей, используемых в этих приложениях, причем наиболее распространенной осью являются двигатели, используемые на ведущих колесах этих AGV.

Наши энкодеры также отличаются тонким и легким дизайном, обеспечивающим разработчикам большую гибкость, особенно в приложениях, где пространство и вес имеют решающее значение. Энкодеры сочетают импульсы коммутации бесщеточного двигателя и инкрементную обратную связь по положению, что снижает стоимость при одновременном повышении производительности и надежности комплекта бесщеточный двигатель / энкодер.

Роботы
Одним из ключевых факторов развития робототехники стала аэрокосмическая промышленность, поскольку она должна выполнять высокоточные операции механической обработки крупных деталей. Робот, однако, может легко достичь любого положения на крупном компоненте, таком как фюзеляж самолета, и может выполнять на нем такие задачи, как сверление и фрезерование. Однако для такого рода применений точность снижается из-за многих факторов, и центральная точка инструмента (т.е. инструмент на конце руки робота) должна располагаться и направляться с достаточной точностью. Именно здесь классический промышленный робот сталкивается со своими ограничениями.

Тем не менее, производители роботов решают эту проблему с помощью высокодинамичного управления двигателем, использования вторичных датчиков для высокоточного измерения положения и внедрения точного измерения положения для подвижных роботов.

В этой отрасли классические поворотные энкодеры продолжают обеспечивать обратную связь с серводвигателем по осям робота. Поскольку серводвигатели требуют высокой динамики управления, идеальными являются энкодеры, обеспечивающие высокое качество управления и точность системы, устойчивые к сильным вибрациям. HEIDENHAIN предлагает линейку индуктивных поворотных энкодеров, которые поддерживают эти функции наряду с обеспечением уровней безопасности до SIL 3 или категории 4 PL e.

Кроме того, производители робототехники обнаружили, что они могут значительно повысить абсолютную точность позиционирования своих роботов, используя дополнительные высокоточные датчики угла или поворотные датчики на каждой оси робота. Эти так называемые вторичные датчики, которые устанавливаются после каждой зубчатой передачи, фиксируют фактическое положение каждого шарнира робота. Это позволяет датчикам учитывать нулевую ошибку позиционирования и люфт, что приводит к повышению абсолютной точности позиционирования в центральной точке инструмента на 70-80 процентов.

Для высокоточного позиционирования роботов с линейным приводом используются встроенные линейные датчики HEIDENHAIN длиной до 30 м. Измерение положения с помощью линейного энкодера компенсирует тепловые погрешности и другие факторы, влияющие на механизмы подачи. Эти факторы не могут быть учтены с помощью обычных методов определения положения, основанных на шаге рециркуляционного шарикового винта и угловом положении поворотного датчика на двигателе.

Безопасность и контроль (движения) в общих сетях
Функциональная безопасность играет все более важную роль в производстве станков, а теперь и в мире автоматизации. На самом деле, страны Европейского союза уже требуют этого во многих приложениях, и нормативные акты также рассматриваются в Соединенных Штатах и Азии. Для энкодеров это означает не только правильное и точное измерение данных о местоположении и передачу их в систему управления станком. Функциональная безопасность также включает диагностику энкодера и исключение механических неисправностей.

Для проектировщика машин процесс сертификации функциональной безопасности может быть трудным и запутанным; оценка всей системы по компонентам для обеспечения резервирования и исключения механических неисправностей неэффективна и дорогостояща. HEIDENHAIN предлагает ряд предварительно одобренных систем измерения положения, связанных с безопасностью, которые могут достигать уровней безопасности до SIL 3, PL e, категории 4, что позволяет частично разгрузить проектировщика машины.

Джефф Смут
Вице-президент по прикладной инженерии и управлению движением
КОТОРЫЙ

CUI активно участвует во многих развивающихся рынках и последних инновациях в области дизайна движения. Наши продукты являются неотъемлемыми компонентами системы управления движением и помогают внедрять инновации в области автоматизации.

В индустрии кино мы стремимся к росту и развитию следующего поколения инженеров-механиков. CUI с гордостью поддерживает программу FIRST Robotics на всех уровнях: от предоставления наших энкодеров AMT10 до ПЕРВОГО комплекта деталей, финансовой поддержки местных команд и волонтерства в качестве тренеров и наставников Первой лиги Lego. Мы верим и надеемся, что ПЕРВАЯ программа вдохновит и поможет воспитать следующее поколение инженеров по движению, которые будут стимулировать инновации на долгие годы.

Кристиан упал,
Вице-президент по технологиям и индивидуальным решениям
POSITAL-FRABA Inc.

Робототехника
Мы рады появлению роботов для совместной работы, или “коботов”. Они меньше и менее мощные, чем традиционные промышленные роботы, и предназначены для работы рядом с людьми в общей рабочей среде. Для безопасной эксплуатации им необходимы сложные сенсорные системы, включающие датчики для контроля положения, а также датчики присутствия и силовые преобразователи, помогающие избежать столкновений с людьми или оборудованием. Эти датчики должны быть компактными и адаптируемыми, точными и экономичными. Позиционные энкодеры уже появились на этом рынке, и мы ожидаем, что наши комплектные энкодеры и емкостные энкодеры будут хорошо вписываться в конструкции Cobot. Наши комплектные энкодеры, по сути, являются чувствительными элементами наших популярных магнитных энкодеров, продаваемых в виде отдельных модулей, которые могут быть легко встроены в серводвигатели, шаговые двигатели или другие вращающиеся механизмы для обеспечения обратной связи по положению и коммутационных сигналов. Емкостные датчики, которые в настоящее время разрабатываются, будут доступны в конфигурациях со сквозным валом (в форме кольца), которые могут быть легко встроены в шарниры манипуляторов роботов или в другие приложения, где датчик должен располагаться вокруг центрального вала.

Безопасность и управление движением в общих сетях
Недавно мы представили линейку поворотных энкодеров с резервными разнообразными чувствительными элементами. Эти устройства имеют два отдельных поворотных датчика, установленных на общем валу в общем корпусе. Один из них представляет собой оптический датчик, который измеряет угол поворота с помощью кодового диска и массива фотоэлементов, в то время как другой основан на нашей технологии измерения магнитного поворота, включающей датчики эффекта Холла и программное обеспечение для обработки сигналов. Эти независимые измерительные механизмы позволяют машиностроителям или системным интеграторам повышать функциональную безопасность и надежность своих систем за счет снижения вероятности необнаруженной неисправности датчиков. Система управления может сравнить показания двух датчиков вращения, чтобы убедиться, что все работает правильно, или подать сигнал о необходимости безопасного отключения.

Как, по вашему мнению, IIoT влияет на ваши продукты и на то, что вы поставляете в промышленность? Каким образом ваша компания помогает конечным пользователям увеличить использование данных приложений?

Джонатан Догерти
Специалист по продуктам
ХАЙДЕНХАЙН

Одним из самых больших преимуществ современных энкодеров является их способность действовать как мультимодальные датчики. Все чаще энкодеры оснащаются дополнительными датчиками, такими как датчики температуры, измерители напряжения и увлажнители. Эти датчики позволяют лучше контролировать состояние энкодера и всей машины в целом.

Нашим первым шагом было добавление дополнительного внешнего датчика температуры, который можно было бы использовать для контроля температуры обмоток двигателя, чтобы избежать перегрева.

Одним из больших шагов вперед стали наши фирменные энкодеры Leine и Linde, в которых мы внедрили онлайн-систему Advanced Diagnostic System (ADS). Система ADS Online отслеживает ряд параметров и характеристик кодировщика, которые являются основополагающими для его функционирования. Оператор может установить уровни тревоги для любого из этих параметров, а также установить интервалы регистрации для оценки тенденций с помощью программного обеспечения ADS. Отслеживая тенденции в производительности, можно прогнозировать условия истечения срока службы и планировать мероприятия по техническому обслуживанию до возникновения сбоя. Добавление онлайн-доступа к текущим возможностям также обеспечивает расширенные функциональные возможности, такие как мониторинг вибрации и температуры. С помощью ADS Online кодировщик может быть подключен к сети Ethernet, чтобы обеспечить доступ к диагностике и анализу независимо от местоположения.

Джефф Смут
Вице-президент по прикладной инженерии и управлению движением
КОТОРЫЙ

Промышленный Интернет вещей (IIoT) и возможность использовать данные датчиков, технологии межмашинной связи (M2M) и автоматизации революционизируют способы сбора и передачи данных машинами. Эти достижения приводят к тому, что исторически существовавшие аналоговые устройства эволюционируют и присоединяются к переходному периоду или устаревают. Линейка цифровых AMT-энкодеров CUI на базе ASIC устраняет этот пробел и включает в себя ценные инструменты диагностики и программирования, которые могут ускорить вывод на рынок и сократить время простоя оборудования в полевых условиях. Диагностические данные могут быть использованы для быстрого определения того, работает ли энкодер должным образом, вышел ли он из строя или был смещен. Эти данные могут быть использованы для создания более интеллектуальных и надежных систем, а также отслеживаться с течением времени для определения тенденций производительности, которые можно анализировать и использовать для прогнозирования отказов.

Какие новые продукты продает ваша компания с функциями, обеспечивающими простоту или эксплуатацию «под ключ»?

Джонатан Догерти
Специалист по продуктам
ХАЙДЕНХАЙН

Компания HEIDENHAIN выпустила новое семейство продуктов, представляющее собой слияние технологий HEIDENHAIN bearing и angle encoder. В результате появились MRP 2000, 5000 и 8000. Эти уникальные модули содержат комплекты подшипников, которые обычно недоступны, и могут быть интегрированы с различными типами энкодеров, что позволяет получать модули высокой жесткости, которые просты в установке. Модули углового энкодера представляют собой успешное сочетание ключевых требований к прецизионным поворотным осям, используемым в метрологии, калибровочных устройствах, технологиях автоматизации, микрообработке и полупроводниковой промышленности.

Ключевыми характеристиками подшипников серии MRP являются высокая точность направляющих в сочетании с высокой жесткостью, низкий пусковой момент и постоянный непрерывный крутящий момент. В то же время большое значение придавалось компактным размерам из-за того, что дорожки качения подшипников обрабатываются непосредственно на валу. Возможны нагрузки на подшипник до 300 Н при сохранении точности системы.

Джефф Смут
Вице-президент по прикладной инженерии и управлению движением
КОТОРЫЙ

Датчики AMT компании CUI были разработаны с учетом простоты установки и эксплуатации. Такие функции, как обнуление “в одно касание”, обеспечивают простое, воспроизводимое и понятное выравнивание индексного сигнала энкодера и выходных сигналов коммутации, значительно сокращая время и головные боли, обычно связанные с этим процессом во время производства. Кроме того, возможность программирования датчиков AMT с помощью нашего графического интерфейса AMT Viewpoint обеспечивает максимальную гибкость разработчику, позволяя оптимизировать систему управления движением одним щелчком мыши. Наконец, интегрированная диагностика, доступная в семействе AMT, позволяет оценить двигатель и систему движения, чтобы упростить поиск неисправностей как в процессе проектирования и создания прототипа, так и после того, как продукт будет запущен в эксплуатацию.

Кристиан упал
Вице-президент по технологиям и индивидуальным решениям
POSITAL-FRABA Inc.

Наши комплектные энкодеры для серводвигателей или шаговых двигателей доступны с подключением по одному кабелю, основанному на протоколах линейной связи BiSS с открытым исходным кодом. Подключение по одному кабелю объединяет передачу питания и данных по одному кабелю с одним разъемом. Такой упрощенный подход к подключению делает двигатели с регулировкой положения менее дорогостоящими в изготовлении и более простыми в установке.

Какие виды настройки вы выполнили для своих продуктов, чтобы удовлетворить конкретные требования клиентов и приложений? Какие проблемы с дизайном вы устраняете с помощью этой настройки?

Джефф Смут
Вице-президент по прикладной инженерии и управлению движением
КОТОРЫЙ

Емкостные энкодеры AMT на цифровой основе CUI подходят для обеспечения индивидуальной настройки, требуемой все большим количеством современных требовательных приложений. Все стандартные энкодеры AMT программируются с 20 различными выходными разрешениями, что обеспечивает разработчику максимальную гибкость в их проектировании, с возможностью изменять разрешение энкодера несколькими простыми нажатиями клавиш с помощью графического интерфейса AMT Viewpoint. В дополнение к этой стандартной программируемости цифровая природа кодеров AMT обеспечивает дополнительную настройку в значительно сжатые сроки по сравнению с традиционной технологией кодирования. В последние месяцы мы предоставили заказчикам индивидуальные разрешения, частоту дискретизации и протоколы связи, что позволило еще больше оптимизировать их систему управления движением и повысить производительность конечного продукта.

Кристиан упал,
Вице-президент по технологиям и индивидуальным решениям
POSITAL-FRABA Inc.

“Массовая кастомизация” занимает центральное место в бизнес-плане POSITAL. Наши датчики положения и движения спроектированы таким образом, чтобы быть высоко модульными, с практически взаимозаменяемыми компонентами и подсборками. В результате мы можем предложить датчики и инклинометры с различными техническими характеристиками, коммуникационными интерфейсами и механическими конфигурациями – всего более миллиона вариантов. Мы постоянно обновляем наш каталог, чтобы соответствовать местным и появляющимся требованиям. Клиенты могут заказать именно то, что им нужно, будь то для нового дизайна или в качестве замены старого оборудования, где оригинальные датчики больше недоступны или где требуются новые возможности.

Опишите новое предложение компонентов, которое ваша команда разработала с учетом миниатюризации.

Джонатан Догерти
Специалист по продуктам
ХАЙДЕНХАЙН

На самом деле HEIDENHAIN работает над следующим поколением наших энкодеров марки Renco с учетом миниатюризации. Ключевым преимуществом является его компактная конструкция в сочетании с простым самоцентрирующимся способом монтажа.

Энкодеры нового поколения будут обладать расширенной функциональностью наряду с сигналами обратной связи, которые помогут в процессе монтажа. Мы также стремимся устранить громоздкие процедуры выравнивания коммутации с помощью простого программируемого переключения. Все это делается в упаковке, высота которой составит всего 8,7 мм, что является нашим самым низким монтажным профилем на сегодняшний день.

Как, по вашему мнению, конструкции с батарейным питанием (для мобильного оборудования и потребительских товаров) требуют изменений в дизайне?

Джефф Смут
Вице-президент по прикладной инженерии и управлению движением
КОТОРЫЙ

Поскольку все больше и больше приложений полагаются на питание от батареи, крайне важно тщательно управлять ограниченным бюджетом энергопотребления системы. Каждый миллиампер-час энергии аккумулятора становится все более ценным, и потребность в максимальной эффективности распространяется на все аспекты дизайна. В электроприводе это распространяется на способ коммутации двигателя, а также на измерение хода. Энкодеры, потребляющие значительно меньше тока, чем традиционные магнитные решения, выходят на передний план как часть решения, направленного на сокращение общего энергопотребления и максимальное время автономной работы. Среди доступных технологий кодирования емкостные энкодеры все чаще используются в конструкциях с питанием от батарей благодаря типичному потреблению энергии, значительно меньшему, чем у традиционных оптических энкодеров.