Aktuální vydání

celé číslo

01

2024

Automatizace skladování, logistiky a manipulace s materiálem

Programovatelné automaty, průmyslové počítače, jednotky I/O, bezpečnostní systémy

celé číslo

Měniče frekvence a servopohony součástí platformy Omron Sysmac

Platforma Omron Sysmac umožňuje vytvářet plně integrované systémy automatizace strojů. Nedílnou součástí každého stroje jsou elektrické pohony. Článek je věnován měničům frekvence, servopohonům, lineárním motorům a využití servopohonů v řízení delta robotů. Integraci jednotlivých komponent zajišťuje řídicí systém Omron Sysmac NJ.

 

Měniče frekvence MX2 a RX

Měniče frekvence MX2 podporují vektorové řízení bez zpětné vazby, vyznačují se tedy velkým záběrným krouticím momentem od frekvence 0,5 Hz. V režimu heavy duty je přetížitelnost měniče 150 % po dobu 60 s, v režimu normal duty je jmenovitý proud měniče navýšen o 20 % s přetížitelností 120 % po dobu 60 s. Měniče jsou standardně vybaveny bezpečnostní funkcí splňující úroveň PL d podle ČSN EN ISO 13849. V nabídce jsou modely až do výkonu 15 kW.
 
Měniče frekvence RX podporují vektorové řízení se zpětnou vazbou, řízení rychlosti, momentu a polohy. Jsou schopny dosáhnout plného momentu od frekvence 0 Hz. V nabídce jsou modely do výkonu až 132 kW.
 
Standardně jsou měniče MX2 a RX vybaveny komunikační sběrnicí Modbus RTU. Připojením komunikačního modulu je možné měnič řídit také po sběrnicích Profibus, DeviceNet, CompoNet, Mechatrolink II, EtherNet/IP a EtherCat.
 

Servopohony Accurax G5

Výkonné a přesné servopohony jsou nezbytné prvky v oblasti automatizace strojů a linek. Náročným požadavkům tohoto oboru vyhovují servopohony Accurax G5 (obr. 1). Rotační motory s inkrementálním odměřováním jsou standardně vybaveny dvacetibitovým, motory s absolutním odměřováním sedmnáctibitovým snímačem polohy. Výkon je 50 W až 15 kW, jmenovitý moment 0,16 až 96 N·m a krátkodobé přetížení až 300 %.
 
Pro úlohy s velkými požadavky na dynamiku, rychlost a přesnost regulace polohy jsou určeny lineární servopohony. Lineární cívky a dráhy jsou buď se železným jádrem (iron-core motors, dosahovaná rychlost až 10 m/s, jmenovitá síla 48 až 760 N), nebo s cívkami bez železného jádra (ironless motors, dosahovaná rychlost až 16 m/s, jmenovitá síla 26,5 až 348 N, minimální nerovnoměrnost chodu – cogging).
 
Lineární motory jsou dodávány jako samostatné komponenty nebo jako hotové lineární pohybové osy. Lineární pohybové osy jsou opatřeny motory s cívkami se železným jádrem a zákazník si může zvolit jmenovitou sílu osy od 48 do 760 N a zdvih osy od 110 až do 2 176 mm (popř. i více). Tyto osy jsou rovněž vybaveny inkrementálním nebo absolutním optickým snímačem polohy s rozlišením až 50 nm. Opakovatelnost najetí na pozici je lepší než 1 μm, zrychlení až 50 m/s2. Pro větší síly je možné využít tandemové uspořádání (dvě cívky za sebou nad jednou magnetickou drahou) nebo paralelní uspořádání.
 
Integrovaná komunikační sběrnice EtherCat v řídicích jednotkách servopohonů je kompatibilní s profilem CoE-CiA402 Drive Profile. Řídicí jednotky servopohonů G5 podporují cyklické synchronní řízení polohy (CSP), rychlosti (CSV) a momentu (CST) a profilové řízení polohy (PP). Pro zajištění maximální přesnosti synchronizace jednotlivých pohonů na sběrnici servopohony G5 podporují funkci distribuovaného času (DC) definovaného standardem EtherCat. Přenosová šířka pásma řídicích jednotek servopohonů je 2 kHz, což umožňuje dosáhnout velké dynamiky. Řídicí jednotky jsou standardně vybaveny bezpečnostní funkcí STO (Safe Torque Off) podle ČSN EN 61800-5-2, mají úroveň vlastností PL d podle ČSN EN ISO 13849-1 a úroveň funkční bezpečnosti SIL 2 podle ČSN EN 61508.
 

Řídicí systém Sysmac NJ

Integraci jednotlivých komponent platformy Sysmac zajišťuje řídicí systém Sysmac NJ (obr. 2) s využitím sběrnice EtherCat. Logické jádro systému zabezpečuje sekvenční řízení, jádro motion řízení pohybů a generování profilů pro servopohony. Obě jádra jsou z hlediska programátora zcela integrována, lze tedy efektivně kombinovat sekvenční řízení s úlohou řízení pohybu.
 
Řídicí systém Sysmac NJ je schopen řídit až 64 os v cyklu 1 ms. Systém obsahuje množství funkčních bloků pro řešení složitých úloh, zahrnujících synchronizaci servopohonů, lineární a kruhovou interpolaci, regulaci momentu, transformaci souřadnic pro kinematiku delta robotu a mnoho dalších.
Zdeněk Havlíček, Petr Váňa,
Obr. 1. Servopohon Accurax G5
Obr. 2. Řídicí systém Sysmac NJ