Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Pneumatické a elektrické polohování

číslo 3/2003

Pneumatické a elektrické polohování

Donedávna se stavebnicové polohovací systémy Festo vyznačovaly především možností kombinovat pneumatické lineární osy a elektromechanické osy s pohonem ozubeným řemenem nebo vřetenem. Nyní je možné použít pro všechny typy os i jednotný řídicí systém. K návrhu jednotného řízení a způsobu programování fyzikálně a technicky tak odlišných polohovacích systémů bylo třeba vynaložit velké úsilí a uskutečnit rozsáhlý mechatronický výzkum. Výsledkem vývoje je řídicí jednotka SPC 200 (Smart Positioning Controller). V první etapě slouží jako regulátor polohy s jednotkou pro řízení polohování pneumatické osy. Po předpokládaném rozšíření na osy s krokovými motory v první polovině tohoto roku a potom na osy poháněné servomotory vytvoří SPC 200 základ pro jednotnou koncepci polohování. Uživatel se tak při výběru vhodné osy může soustředit na specifické požadavky úlohy: pohybovanou hmotnost, dráhu, síly, moment, rychlost, dobu taktu, přesnost polohování apod.

Režimy provozu

Obr. 1.

Řídicí jednotka se snadno ovládá a programuje pomocí připojitelného ovládací panelu anebo komfortněji pomocí nového programu WinPISA, který lze používat v operačních systémech Microsoft Windows 3.1 a vyšších. Hlavní přednosti programu WinPISA jsou především pohodlná archivace projektů, snadné uvádění do provozu, rychlé otestování programu s grafickým výstupem a rychlá diagnostika systému.

Režimy provozu jsou přizpůsobeny pro použití v manipulační technice.

Jedna řídicí jednotka může současně řídit dvě osy, což je v oblasti manipulační techniky častý požadavek. Po vložení další procesorové karty je možné ovládat až čtyři osy. Řídicí jednotka může pracovat buď samostatně, nebo v součinnosti s nadřazeným řídicím systémem, popř. jako řízená stanice (slave) v síti Profibus. Nadřazený PLC má potom volný přístup na ty pozice, které jsou v řídicí jednotce uloženy jako povely k pohybu.

Dalším druhem provozu je autonomní provoz osy. Často vyplyne z charakteru úlohy požadavek na navzájem nezávislé řízení, např. nakládání a odebírání přepravovaných předmětů. Řešením je zde opět použití SPC 200, tentokrát s nezávislým řízením os X a Y. Dále je možné společně řídit akční členy (převážně pneumatické), umístěné na polohovacím systému – např. pro zdvihání, uchopování, sklápění nebo otáčení transportovaného dílce.

Rozhraní osy jako A/D a D/A převodník

Novinkou pneumatického polohování je použití tzv. rozhraní osy. Tento člen má krytí IP65 a je umístěn v bezprostřední blízkosti osy. Plní funkci společného rozhraní mezi všemi komponentami: odměřovacím systémem pohonu, 5/3cestným proporcionálním ventilem, řídicí jednotkou (většinou vestavěnou v rozváděči), druhým rozhraním nebo funkčním modulem se vstupy a výstupy. Pro rychlé propojení osy jsou součástí stavebnice již hotové kabely. Obr. 2. Podle požadavků na přesnost polohování se používá buď analogový odměřovací systém (potenciometr), nebo digitální senzor (ultrazvukový), který je umístěn vedle válce nebo je již přímo vestavěn do bezpístnicového válce Festo DGP. Druhu odměřovacího systému odpovídá i typ rozhraní osy. Jednotka SPC 200 je již společná pro oba druhy odměřování, neboť signál se upravuje v rozhraní osy.

Přehled koncepce

Osvědčená profilová tělesa bezpístnicových pneumatických pohonů se používají i pro elektromechanické osy. Kromě napájení elektrickou energií nelze podle profilu osy napohled rozpoznat, jaký princip polohování je použit. Pro pneumatické polohování se používají pohony s průměrem pístu od 25 do 80 mm. Jejich hlavní vlastností je především robustnost, velké zrychlení a cenová výhodnost. Přesnost polohování je závislá na odměřovacím systému. Pohony s vřetenem jsou k dispozici ve čtyřech stavebních velikostech. Dosahují opakovatelné přesnosti 0,02 mm a až 1 600 N dopředné síly. Pohony s ozubeným řemenem s maximální rychlostí až 5 m/s se dodávají v šesti velikostech a i při delších zdvizích dosahují opakovatelné přesnosti 0,1 mm.

Všechny osy mohou být dodány kompletně se všemi upevňovacími prvky, podpěrami, tlumiči rázů, vedením pro vysoké zátěže atd. „Balík“ s pohonem obsahuje lineární pohon, pětifázový krokový motor nebo servomotor, výkonovou elektroniku, řídicí jednotku, sadu kabelů, senzor a další díly.

Ve všech případech je zájemcům k dispozici kvalifikovaný tým pracovníků firmy Festo (kontakty viz str. 16), který jim ochotně poskytne komplexní služby při konstrukci i uvádění do provozu.

(Festo)

Inzerce zpět