運(yùn)動(dòng)控制不破壞銀行網(wǎng)絡(luò)放松是高科技

提到運(yùn)動(dòng)控制，許多工程師的即時(shí)反應(yīng)曾經(jīng)是“它太貴了”。然而，今天，越來(lái)越多的工程師發(fā)現(xiàn)他們可以以經(jīng)濟(jì)的價(jià)格獲得伺服和近伺服性能。首先，近年來(lái)伺服電機(jī)和控制器的成本顯著下降。提供類似伺服性能的低成本替代產(chǎn)品，例如交流矢量和變頻驅(qū)動(dòng)器，也越來(lái)越受歡迎。此外，當(dāng)在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中考慮因素時(shí)，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的投資可以通過(guò)提供諸如增加的吞吐量，易于實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換以及降低維護(hù)成本等益處而獲得巨大回報(bào)。自動(dòng)化技術(shù)東部是東海岸領(lǐng)先的自動(dòng)化/機(jī)器人貿(mào)易展，提供微軟，IBM洛克希德馬丁等數(shù)百種最新的組件，控制器和取放器。

一家領(lǐng)先的大批量灌裝應(yīng)用包裝機(jī)械供應(yīng)商最近將伺服控制成本降低了一半，吞吐量提高了80%以上，并使用Whedco(Ann Arbor，MI)的基于DeviceNet的分布式控制架構(gòu)在下一代機(jī)器上保持了工藝精度)，GE Fanuc的子公司。

由于幾乎沒(méi)有改進(jìn)機(jī)器機(jī)械的前景，工程團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論，實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的唯一方法是用分布式控制方案替換現(xiàn)有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)控制器和用于編碼器反饋和可編程限位開(kāi)關(guān)(PLS)的附加板。 。他們預(yù)先確定DeviceNet作為實(shí)現(xiàn)新架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，處理I / O和對(duì)等數(shù)據(jù)通信。

Voss說(shuō)，由于這個(gè)應(yīng)用程序是極其動(dòng)作密集的，Whedco通過(guò)指派一名高級(jí)應(yīng)用工程師來(lái)演示DspMotion(R)產(chǎn)品。雙處理器驅(qū)動(dòng)器控制器產(chǎn)品滿足初始應(yīng)用要求，以提高機(jī)器吞吐量和精度。然后，Whedco的設(shè)計(jì)工程團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一些固件和硬件修改，以處理客戶的外圍設(shè)備，這將成為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的功能增強(qiáng)。

應(yīng)用程序非?？量?，程序中的每個(gè)命令行都必須進(jìn)行優(yōu)化，但最終結(jié)果是位置觸發(fā)輸出的伺服響應(yīng)時(shí)間約為半微秒。

設(shè)計(jì)用于直流無(wú)刷和交流感應(yīng)電機(jī)的電機(jī)控制模塊使GE醫(yī)療系統(tǒng)能夠在雙頭核成像系統(tǒng)上進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)更改，同時(shí)仍處于原型階段，減少振蕩問(wèn)題，同時(shí)降低成本。

成像系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)龍門(mén)結(jié)構(gòu)和患者定位臺(tái)組成。兩個(gè)頭部，每個(gè)頭部都裝有一個(gè)封裝在800磅鉛盒中的核探測(cè)器，安裝在龍門(mén)架上并圍繞其彎曲的光束旋轉(zhuǎn)。它們可以彼此相距180度。為控制龍門(mén)式直流無(wú)刷伺服電機(jī)，GE工程師選擇了ACS-Tech80(明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯)SB1091DE通用控制模塊，該模塊包含一個(gè)集成數(shù)字驅(qū)動(dòng)器。電機(jī)還通過(guò)1,000：1的傳動(dòng)比驅(qū)動(dòng)兩個(gè)磁頭。

不幸的是，第一個(gè)原型由于高負(fù)載 - 電機(jī)慣性比而遭受振蕩。在所有頭部位置調(diào)整系統(tǒng)穩(wěn)定性也是不可能的。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，工程師用高慣性交流感應(yīng)電機(jī)代替了低慣量直流無(wú)刷電機(jī)。這種變化消除了振動(dòng)問(wèn)題，因?yàn)榕c轉(zhuǎn)子的慣性相比，由磁頭的重新定位引起的負(fù)載的反射慣性的變化相對(duì)較小。

使這種簡(jiǎn)單改變成為可能的是控制模塊能夠通過(guò)快速修改一些可編程軟件參數(shù)來(lái)使用矢量控制技術(shù)來(lái)控制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。理論上，由于電動(dòng)機(jī)的慣性較大，位置和速度頻率響應(yīng)和加速度較低，在這種情況下，大負(fù)載是限制因素。因此，該解決方案解決了穩(wěn)定性問(wèn)題，同時(shí)不犧牲性能，同時(shí)提供了顯著的附帶好處：節(jié)省成本。交流感應(yīng)電機(jī)不到300美元，直流無(wú)刷電機(jī)超過(guò)1000美元。

作為高架提升應(yīng)用的主力，電動(dòng)環(huán)鏈葫蘆一直受到無(wú)法控制電機(jī)速度的限制。現(xiàn)在，Mannesmann Dematic的DK變速葫蘆通過(guò)低成本的變頻驅(qū)動(dòng)器，交流感應(yīng)電機(jī)和專利的按鈕技術(shù)，提供精確的指尖控制，提升和降低速度。

“我們所做的就是讓操作員在整個(gè)速度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確定位控制 - 包括高端 - 使用基本的單速交流電機(jī)，”Mannesmann Dematic提升機(jī)和組件產(chǎn)品經(jīng)理John Paxton說(shuō)。550磅的容量單位的速度范圍為0.39至26.2英尺/分鐘，而1,100磅的容量單位的速度范圍為0.65至41英尺/分鐘(小于全額定負(fù)載時(shí)，最大速度增加40 %)。特別快速的單速鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)以大約100英尺/分鐘的速度運(yùn)行。

由于通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電流或電壓來(lái)控制電機(jī)速度的變頻驅(qū)動(dòng)器的價(jià)格近年來(lái)已經(jīng)下降，因此工程師能夠經(jīng)濟(jì)有效地進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是，盡管此前該技術(shù)已應(yīng)用于環(huán)鏈葫蘆，Paxton表示，到目前為止還沒(méi)有人能夠?qū)J進(jìn)行無(wú)級(jí)控制。

德馬泰克工程師通過(guò)控制器中的專利模擬開(kāi)關(guān)元件克服了這一限制。使用磁場(chǎng)來(lái)感測(cè)操作員按下控制開(kāi)關(guān)的距離，速度控制電子設(shè)備向逆變器發(fā)送信號(hào)以減慢或加速電動(dòng)機(jī)。

帶有卷筒紙放卷應(yīng)用的工程師使用主軸/從動(dòng)變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的單軸電機(jī)控制器，找到了一種經(jīng)濟(jì)有效的方法，可以在500美元以下獲得類似伺服的性能。

當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，引導(dǎo)過(guò)程

以“噴射”的方式將織帶從蓄能器中拉出。引導(dǎo)過(guò)程總是在

每次拉動(dòng)時(shí)拉動(dòng)相同數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)，并且在相同的時(shí)間內(nèi)(周期重復(fù))。

從動(dòng)件展開(kāi)過(guò)程的目的是用

相當(dāng)恒定的速度保持帶有織帶的蓄能器，以便將蓄能器保持在

容量的中間附近。平均線速度約為65英尺/分鐘。

Drive Control Systems(Minnetonka，MN)的MS320電機(jī)控制器

通過(guò)監(jiān)控反饋

傳感器發(fā)出的信號(hào)并微調(diào)速度參考來(lái)增加數(shù)字PID速度控制。雖然該應(yīng)用使用直流

再生驅(qū)動(dòng)器和1/2-hp直流電機(jī)，但該控制器還與交流

電機(jī)兼容。

沿著

退繞卷軸上的織帶表面騎行的編碼器牽引輪為MS320提供表面線速度反饋，因此它可以關(guān)閉

環(huán)路，并以編程的設(shè)定速度運(yùn)行卷筒紙?？删幊?/p>

變量在核心構(gòu)建或展開(kāi)時(shí)保持恒定的線速度。

在閉環(huán)模式下，控制器在主模式和跟隨模式下均可實(shí)現(xiàn)0.02%的速度調(diào)節(jié)。為了幫助盡可能平滑地運(yùn)行退繞閥芯并過(guò)濾掉任何“階躍響應(yīng)”動(dòng)作，PID變量設(shè)置得相當(dāng)柔軟。

有關(guān)

驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的MS320電機(jī)控制器的更多信息：Circle 555

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作為機(jī)器制造商和設(shè)計(jì)總裁(北卡羅來(lái)納州謝爾比)，Bud Mims從事餅干事業(yè)。實(shí)際上，建造能夠找到，定位，翻轉(zhuǎn)，填充，封蓋和包裝諸如Little Debbie，Oreo和Moonpie產(chǎn)品等餅干的機(jī)器。

二十五年前，當(dāng)Mims開(kāi)始創(chuàng)業(yè)時(shí)，其范圍非常廣泛。“你有問(wèn)題嗎?我們會(huì)解決它，告訴你它將花多少錢(qián)，并保證解決方案，”Mims說(shuō)。但隨著命運(yùn)的到來(lái)，業(yè)務(wù)的重點(diǎn)迅速縮小。“不久之后，我們成為了餅干加工領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，”Mims說(shuō)。“由于伺服技術(shù)，我們?nèi)匀皇穷I(lǐng)導(dǎo)者。”

“我們確實(shí)嘗試過(guò)其他一些技術(shù)，”Mims說(shuō)，“但我們發(fā)現(xiàn)最可靠的是來(lái)自PacSci。”實(shí)際上，Pacific Sc??ientific(伊利諾伊州羅克福德)提供伺服驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)，允許Machine Builders和Design的cookie處理設(shè)備每分鐘處理五到六千個(gè)餅干。PC832數(shù)字無(wú)刷伺服驅(qū)動(dòng)器具有三個(gè)功率級(jí)和多個(gè)命令接口。

“伺服系統(tǒng)簡(jiǎn)化了我們的設(shè)計(jì)，提高了機(jī)器的精度，多功能性和吞吐量，”Mims說(shuō)。“我們的一臺(tái)機(jī)器生產(chǎn)了33種不同的產(chǎn)品，這使它非常受小型企業(yè)的歡迎，使我們能夠擴(kuò)大我們的市場(chǎng)份額。”

用于夾心餅干的典型封蓋機(jī)從輸送機(jī)上取出單獨(dú)的餅干，翻轉(zhuǎn)每個(gè)餅干，進(jìn)行填充，然后將頂部放在底部。該過(guò)程要求cookie上方的設(shè)備與下面的設(shè)備同步。例如，從填充餅干的現(xiàn)場(chǎng)存款變?yōu)榫€存款需要改變相對(duì)速度。“我們使用伺服系統(tǒng)同步最多13個(gè)軸，鎖相。按下按鈕可以改變比率，曲線和速度，以便在不同產(chǎn)品之間快速轉(zhuǎn)換，”Mims說(shuō)。“只有伺服技術(shù)才能為我們提供這種多功能性。”