Elektromechanické výrobní systémy

-- 03.10.13

Mechatronika integruje výkonové, elektronické a mechanické systémy a využívá sítě pro zjednodušení konstrukčního provedení, snížení nákladů a urychluje uvádění produktů na trh. Úzce integrovaný mechatronický systém může snížit prostorové nároky stroje, zkrátit dobu potřebnou pro programování a eliminovat vyhrazené hardwarové řídicí prvky.

Matt Lecheler
Beckhoff Automation

Automatizační architektury mohou využívat jeden řídicí prvek, jednu síť a jednu softwarovou platformu napříč jednou systémovou architekturou. Takové provedení může integrovat programovatelný automat (PLC), polohování, bezpečnost, komunikaci a robotiku na průmyslovém PC (IPC) nebo zabudovaném PC. U této koncepce mohou uživatelé nahradit mnoho drahých
řídicích prvků a „černých skříněk“ výkonnějším centralizovaným systémem. Pro výrobce strojů a robotů to znamená úsporu nákladů na technické zajištění s procesními optimalizacemi a výrazně menšími prostorovými nároky na základní výrobní úrovni.
Hlavním motivačním faktorem ke sjednocené architektuře je moderní technologie vícejádrových procesorů. V souvislosti s tím, jak se technologie
vícejádrových procesorů vyvíjí, zvyšují se také možnosti přidávat další a další funkčnosti. Vzestup integrovanějších automatizačních systémů přinesl také určité velmi zajímavé inovace v oblasti mechatroniky.

Předvedení možností mechatroniky

Modulární lineární pohon, který slouží jako polohovací systém, je přesně tím druhem mechatronického vylepšení, které naplno využívá výkonnější řídicí prvky na bázi PC a jednotnou architekturu. Stroj vybavený takovým polohovacím systémem by využíval jednu standardní architekturu řídicích prvků (řízení na bázi PC), jednu softwarovou platformu a síť průmyslového Ethernetu.
http://www.controlengcesko.com/fileadmin/grafika/_BARA_/%C5%99%C3%ADjen_2013/bekhof.JPGKombinováním technologie lineárního motoru na dráze kontinuálního polohování s rovnými a zakřivenými segmenty dráhy může konstruktér stroje nakonfigurovat topologie vhodné pro mnoho aplikací. Lineární polohovací systém má obvykle lineární magnetickou dráhu a jeden aktivní vozík. Polohování je omezeno na pohyb dopředu a dozadu pro aktivity v jedné rovině.
Modulární dráha je na druhou stranu podobná inverznímu lineárnímu motoru a je speciálně zkonstruována pro více vozíků. Dráha obsahuje aktivní cívky a převodníky, přičemž každý vozík (mover) je složen z pasivní sady magnetů s převodníkovým štítkem a válečky. Toto jednoduché provedení přináší mimořádný výkon.
Řídicí software dokáže abstrahovat související složité řídicí zásady, aby řídícím technikům umožnil programovat s ohledem na absolutní pozici vozíku. Vozíky jsou přesouvány na místo s použitím stejných softwarových bloků jako tradiční rotační osy. Složité polohovací úkony se relativně snadno implementují, například elektronické změny převodů a tabulky pro polohování CAM (Computer-Aided Motion) mezi jednotlivými vozíky nebo mezi vozíky a externími osami.

Integrované polohování a robotika

Vysokorychlostní integrovaný hardwarový a softwarový systém robota-vozíku může běžet na jednom průmyslovém PC, jak bylo předvedeno na hannoverském veletrhu v roce 2013. Úzce integrovaný mechatronický systém může technikům pomoci zmenšit prostorové nároky stroje, zkrátit dobu programování a eliminovat specializované hardwarové řídicí prvky. ce

Matt Lecheler je specialista na polohování společnosti Beckhoff Automation.