Základy polohovacích systémov

Veľkosť výrobných sérií v priemyselnej výrobe sa neustále zmenšuje, až dosahuje úroveň jednotlivých kusov. Stroje musia byť prestavované pri každej zmene produktu, čo zahŕňa nastavovanie rôznych zariadení, napríklad nástrojov, alebo úpravu rozmerov stroja, zvyčajne prostredníctvom polohovania osí či vreten na nové cieľové hodnoty. Polohovacie systémy zabezpečujú presné úpravy pri každej zmene produktu.

Ukazovatele polohy informujú operátora aj ovládač, kedy je dosiahnutá správna poloha. Technicky môžu byť tieto systémy veľmi rozmanité, od cenovo dostupných mechanických variantov až po komponenty schopné komunikácie v rámci priemyslu 4.0. Bez presných polohovacích systémov je proces náchylný na chyby a zvyšuje sa riziko vzniku nepodarkov. Polohovacie pohony sú plne automatizované a nevyžadujú manuálny zásah. 

Čo sú indikátory polohy?

Indikátory polohy umožňujú v stroji merať aktuálnu polohu, napríklad polohu závitového vretena, pomocou presného meracieho systému. Každý indikátor polohy obsahuje tento merací systém, ktorý zabezpečuje vysokú presnosť s typickou toleranciou približne ± 0,5 stupňa. Okrem toho indikátor polohy poskytuje digitálne zobrazenie nameraných hodnôt. Rôzne hodnoty indikátorov sú možné v závislosti od stúpania vretena, keď sa rotačný pohyb vretena prevádza na lineárny pohyb nastavujúci sane.

Stúpanie vretena určuje, aká lineárna dráha sa vykoná za jednu otáčku a závisí od veľkosti vretena. Indikátory polohy fungujú na absolútnom princípe merania, čo znamená, že získajú absolútnu referenčnú hodnotu polohy, ktorá je trvalo uložená. Podľa spôsobu prevádzky sa rozlišujú na mechanické a elektronické indikátory polohy. Mechanické indikátory polohy získavajú referenciu montážou, zatiaľ čo elektronické displeje používajú merací systém s vyrovnávacou batériou.

Ak potrebujete pomoc s výberom správneho indikátora polohy, neváhajte sa obrátiť na nášho technického poradcu p. Ladislava Kalíška: lkalisek@marek.eu +420 541 420 825

Aké sú výhody mechanických indikátorov polohy?

Robustnosť a nízke náklady: Mechanické indikátory polohy sú známe svojou robustnosťou a ekonomickosťou. Existuje široká škála prevodových pomerov, čo umožňuje ich prispôsobenie konkrétnym aplikáciám. Montáž pomocou dutého hriadeľa zabezpečuje jednoduchú a ekonomickú dodatočnú inštaláciu týchto ukazovateľov.

Mechanické indikátory polohy sú navrhnuté pre konkrétne aplikácie, zvyčajne s určitým stúpaním vretena. Preto stroje často používajú rôzne varianty týchto indikátorov.

Špecifikácia aplikácie musí byť vykonaná vopred, a projektant musí presne definovať požiadavky na indikátor pred dodaním zariadenia. Mechanicko-digitálne indikátory polohy, často označované ako SIKO počítadlá alebo ukazovatele polohy, zobrazujú hodnoty pomocou číselných valcov v desatinných miestach, hoci nie sú elektronické. Tieto indikátory umožňujú presné zaznamenanie polohy a jasné zobrazenie hodnôt. Integrovaný prevod je navrhnutý tak, aby zobrazovaná hodnota na otáčku zodpovedala požadovanému stúpaniu vretena.

 

Čo sú elektronické ukazovatele polohy?

Elektronické ukazovatele polohy sa na prvý pohľad odlišujú od mechanických prítomnosťou LCD displeja. Ponúkajú však aj rad kľúčových výhod. Najvýznamnejšia je ich voľná programovateľnosť, ktorá umožňuje použitie jedného modelu pre rôzne aplikácie. Cez ukazovatele polohy je možné konfigurovať množstvo parametrov, ako je stúpanie vretena, desatinné miesta, smer otáčania, montážna pozícia alebo použitie v uhlovom režime.

Vďaka flexibilným programovateľným hodnotám displeja sú elektronické ukazovatele polohy zvlášť vhodné pre nemetrické vretená, napríklad palcové vretená používané v USA. To isté platí pre prevodové pomery, teda úpravy, ktoré nezodpovedajú celistvým stúpaniam vretena. Voľná programovateľnosť je všeobecne užitočná pri výrobe špeciálnych strojov. Ďalšou výhodou je spoľahlivé meranie elektronických ukazovateľov polohy vďaka magnetickej alebo kapacitnej metóde merania.

Pohyb osi je detegovaný bezkontaktným spôsobom. Magnetická meracia metóda je obzvlášť robustná a odolná voči znečisteniu alebo vibráciám. V porovnaní s mechanicko-digitálnymi ukazovateľmi polohy je možné s elektronickými ukazovateľmi dosiahnuť veľmi vysoké rozlíšenie – až 3 600 krokov na jednu otáčku.

Elektronické ukazovatele polohy pre sledovanú úpravu formátu idú ešte ďalej. Majú navyše zbernicové rozhranie. Pri zbernicovo riadenom prevádzke je možné medzi jednotlivými absolútnymi ukazovateľmi polohy a nadradenou riadiacou jednotkou vymieňať hodnoty nastavenia a skutočné hodnoty. Existujú aj ukazovatele polohy, ako je SIKO AP10S, ktoré sa používajú pre sledované nastavenie saní. Tieto inteligentné polohovacie systémy sa používajú tam, kde je potrebné vykonávať polohovanie pomocou saní alebo lineárnych vedení.

 

Akú funkciu majú polohovacie pohony?

Polohovacie pohony umožňujú plnú automatizáciu polohovania prostredníctvom kompaktných zariadení, ktoré sa zameriavajú na nastavenie vretena. Aktuátor je čisto rotačný systém, ktorý zahŕňa všetky potrebné komponenty v jednom zariadení: bezkomutátorový jednosmerný motor, nízkovôľový vysokovýkonný prevod, enkodér polohy a výkonovú aj riadiacu elektroniku. Vďaka tomu je možné polohovací pohon, známy aj ako akčný pohon, priamo pripojiť k riadiacemu systému.

Vďaka integrovanému dutému hriadeľu je možné polohovací pohon ľahko prispôsobiť existujúcemu vretenu. Jeho kompaktná konštrukcia je kľúčová, pretože priestor v strojných jednotkách je často veľmi obmedzený. Štandardné rozhrania umožňujú priamu komunikáciu s nadradeným programovateľným automatom (PLC), ktorý funguje ako riadiace centrum. PLC špecifikuje požadované hodnoty a vydáva príkazy k pohonu.

Ak potrebujete pomoc s výberom správneho polohovacieho pohonu, neváhajte sa obrátiť na nášho technického poradcu p. Ladislava Kalíška: lkalisek@marek.eu +420 541 420 825

Riadenie plne automatizovaného polohovania prebieha vo vnútri pohonu. Procesné dáta, ako je poloha, rýchlosť a smer otáčania, sú nepretržite poskytované a môžu byť čítané riadiacou jednotkou. Tým je zabezpečené presné a efektívne riadenie pohybov strojových komponentov.

 

Aké riešenie ponúka SIKO pre modernizáciu starších strojov?

Staršie stroje často postrádajú moderné ovládacie prvky alebo majú zastarané rozhrania. Pri optimalizácii takýchto systémov operátori hľadajú riešenie s jednoduchou elektroinštaláciou a uvedením do prevádzky, ktoré nevyžaduje zložité programovanie. Pre tieto prípady ponúka SIKO systém IPS1010 HMI (Intelligent Positioning System). Tento systém je vopred naprogramovaný ako plug-and-play, čo eliminuje potrebu nákladnej konverzie na PLC. IPS1010 má používateľské rozhranie pripravené na okamžité použitie.

Všetky prístroje SIKO pre inteligentné prispôsobenie formátu je možné parametrizovať pomocou predinštalovaného programu cez displej, teda ukazovatele polohy a polohovacie pohony. Kombinácia týchto zariadení tvorí kompletný modernizačný systém. To umožňuje špecifikáciu veľkého množstva receptúr pre rôzne produkty počas prevádzky. Požadované hodnoty sa potom automaticky posielajú do všetkých osí alebo polôh, kde sa polohovací pohon (aktuátor) automaticky alebo manuálne nastaví a sleduje pomocou elektronického ukazovateľa polohy.

Stupeň automatizácie stroja je možné individuálne prispôsobiť potrebám. Predprogramované používateľské rozhranie stále umožňuje vykonávať špecifické nastavenia a programovanie podľa individuálnych požiadaviek.