Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
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