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)，對運(yùn)動(dòng)控制的投資可以通過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和對等數(shù)據(jù)通信。

Voss說，由于這個(gè)應(yīng)用程序是極其動(dòng)作密集的，Whedco通過指派一名高級應(yīng)用工程師來演示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?？量蹋绦蛑械拿總€(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)行簡單的設(shè)計(jì)更改，同時(shí)仍處于原型階段，減少振蕩問題，同時(shí)降低成本。

成像系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)龍門結(jié)構(gòu)和患者定位臺組成。兩個(gè)頭部，每個(gè)頭部都裝有一個(gè)封裝在800磅鉛盒中的核探測器，安裝在龍門架上并圍繞其彎曲的光束旋轉(zhuǎn)。它們可以彼此相距180度。為控制龍門式直流無刷伺服電機(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刷電機(jī)。這種變化消除了振動(dòng)問題，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較小。

使這種簡單改變成為可能的是控制模塊能夠通過快速修改一些可編程軟件參數(shù)來使用矢量控制技術(shù)來控制感應(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，直流無刷電機(jī)超過1000美元。

作為高架提升應(yīng)用的主力，電動(dòng)環(huán)鏈葫蘆一直受到無法控制電機(jī)速度的限制。現(xiàn)在，Mannesmann Dematic的DK變速葫蘆通過低成本的變頻驅(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。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。

由于通過調(diào)節(jié)輸入電流或電壓來控制電機(jī)速度的變頻驅(qū)動(dòng)器的價(jià)格近年來已經(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，到目前為止還沒有人能夠?qū)J進(jìn)行無級控制。

德馬泰克工程師通過控制器中的專利模擬開關(guān)元件克服了這一限制。使用磁場來感測操作員按下控制開關(guān)的距離，速度控制電子設(shè)備向逆變器發(fā)送信號以減慢或加速電動(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)過程

以“噴射”的方式將織帶從蓄能器中拉出。引導(dǎo)過程總是在

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)件展開過程的目的是用

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

通過監(jiān)控反饋

傳感器發(fā)出的信號并微調(diào)速度參考來增加數(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開始創(chuàng)業(yè)時(shí)，其范圍非常廣泛。“你有問題嗎?我們會(huì)解決它，告訴你它將花多少錢，并保證解決方案，”Mims說。但隨著命運(yùn)的到來，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。“由于伺服技術(shù)，我們?nèi)匀皇穷I(lǐng)導(dǎo)者。”

“我們確實(shí)嘗試過其他一些技術(shù)，”Mims說，“但我們發(fā)現(xiàn)最可靠的是來自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)字無刷伺服驅(qū)動(dòng)器具有三個(gè)功率級和多個(gè)命令接口。

“伺服系統(tǒng)簡化了我們的設(shè)計(jì)，提高了機(jī)器的精度，多功能性和吞吐量，”Mims說。“我們的一臺機(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)場存款變?yōu)榫€存款需要改變相對速度。“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。“只有伺服技術(shù)才能為我們提供這種多功能性。”