Ezi-SERVO - więcej niż napęd

NAPĘDY EZI-SERVO ZINTEGROWANE Z PRZEKŁADNIĄ

Fot. 1. Napędy Ezi-SERVO zintegrowane z przekładnią

Ezi-SERVO-PG (silnik serwokrokowy z przekładnią) - to seria napędów serwokrokowych, pracujących w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego, zintegrowanych z przekładniami planetarnymi japońskiej firmy Shimpo. Zapewniają one cichą pracę oraz redukcję wibracji do minimum.

Zarówno jedno-, jak i dwustopniowe przekładnie z zazębieniem helikalnym gwarantują luzy mniejsze niż 3 minuty kątowe. W przekładniach zastosowano łożyska igiełkowe, które poprawiają sztywność i umożliwiają uzyskanie większych momentów obrotowych. Integracja napędu z przekładnią powoduje przesunięcie zakresu częstotliwości pracy.

Dobierając odpowiednie przełożenie, można ominąć prędkości, przy których zachodzi rezonans. Przekładnie pozwalają na generowanie wysokich momentów obrotowych i elastyczną pracę w szerokim zakresie obciążeń. Dopuszczalne obciążenie wału momentem bezwładności jest proporcjonalne do kwadratu przełożenia przekładni. W związku z tym doskonale sprawdzają się one w aplikacjach o dużej bezwładności takich jak np. stoły obrotowe, zapewniając szybkie pozycjonowanie i płynną pracę.

NAPĘDY EZI-SERVO ZINTEGROWANE Z HAMULCEM

Fot. 2. Napędy Ezi-SERVO zintegrowane z hamulcem

Ezi-SERVO-BK to połączenie silnika Ezi-SERVO z hamulcem tarczowym, który charakteryzuje się dużym momentem hamującym i krótkim czasem hamowania. Hamulec włączany jest sprężynowo, a luzowany elektromagnetycznie.

Ezi-SERVO-BK łączy w sobie zalety silnika krokowego i hamulca tarczowego. Daje możliwość natychmiastowego zatrzymania i utrzymania pozycji zadanej nawet w warunkach awaryjnego wyłączenia zasilania (jest to szczególnie ważne w sytuacjach, w których niepożądane jest np. opadnięcie ładunku lub narzędzia). W Ezi-SERVO-BK zastosowano tarcze hamulcowe o zwiększonej wytrzymałości, co gwarantuje trwałość i żywotność produktu.

NAPĘDY EZI-SERVO ZINTEGROWANE ZE STOŁEM OBROTOWYM

Fot. 3. Stoły obrotowe z paskiem zębatym oraz przekładnią

W stołach obrotowych Ezi-ROBO serii HB precyzyjny układ przeniesienia napędu za pomocą paska zębatego zapewnia dokładność pozycjonowania w jednym kierunku na poziomie ±30 sekund kątowych oraz w dwóch kierunkach poniżej 6 minut kątowych. Ewolwentowe zęby pasa napędowego zapewniają maksymalne wykorzystanie mocy elektrycznej silnika i cichą pracę.

Dwurzędowe łożyska kulkowe zapewniają wysoką sztywność układu i zwiększają dopuszczalne obciążenia. Koła zębate wykonane zostały z odpornej na ścieranie stali węglowej, co minimalizuje zjawisko postępujących w trakcie eksploatacji luzów mechanicznych. Duża sztywność układu mechanicznego w połączeniu z napędem serwokrokowym zapewniają szybkie pozycjonowanie. System nie traci synchronizacji również przy gwałtownej zmianie prędkości obrotowej lub przy nagłej zmianie obciążenia.

Do aplikacji o bardzo dużej bezwładności polecane są stoły obrotowe Ezi-ROBO serii HG, w których zamiast paska zębatego zastosowano przekładnię. Umożliwia to bezpośredni montaż blatów lub ramion roboczych. Precyzyjny układ przeniesienia napędu za pomocą przekładni zapewnia dokładność pozycjonowania w jednym kierunku na poziomie ±15 sekund kątowych oraz w dwóch kierunkach poniżej 2 minut kątowych.

Brak paska zębatego przynosi oszczędności związane z serwisowaniem (naprawy, kontrola naciągu). Zastosowanie łożysk stożkowych i łożysk kulkowych zapewnia dużą sztywność mechaniki oraz korzystnie wpływa na zwiększenie dopuszczalnych obciążeń. Czujnik montowany fabrycznie w stołach obrotowych serii HG rozwiązuje problem bazowania.

NAPĘDY EZI-SERVO ZINTEGROWANE Z MODUŁEM LINIOWYM

Fot. 4. Napędy Ezi-SERVO zintegrowane z modułem liniowym

Ezi-ROBO MS to połączenie prowadnicy liniowej ze śrubą kulową oraz szybkiego, dokładnego napędu serwokrokowego. Aby zaoszczędzić miejsce, zastosowano karetkę, która pełni jednocześnie funkcję nakrętki kulowej.

Zastosowanie prowadnicy typu "U" zapewnia wysoką sztywność przy stosunkowo niewielkich rozmiarach. Wzdłuż profilu wyfrezowano dwa rowki o przekroju ostrołuku o kącie 45°, które poprawiają stabilność karetki przy niesymetryczym ułożeniu obciążenia (odporność na momenty skrętne działające na karetkę).

NAPĘDY EZI-SERVO W CYLINDRACH ELEKTRYCZNYCH

Fot. 5. Cylindry elektryczne napędzane za pomocą Ezi-SERVO

Zwarta obudowa cylindra elektrycznego Fastech wykonana z jednej bryły zwiększa sztywność całego układu, natomiast zastosowane tu materiały kompozytowe bardzo korzystnie wpływają na wytrzymałość systemu. Precyzyjna śruba o klasie dokładności C7 zapewnia szybką i płynną pracę. Użycie napędów serwokrokowych o rozdzielczości 16 000 pozycji na obrót gwarantuje powtarzalność i precyzję pozycjonowania na poziomie +/- 0,01mm.

Wyjątkowo długa żywotność i cicha praca to dodatkowe atuty Ezi-Actuator-MC. Dzięki zastosowaniu śruby o niewielkim tarciu udało się skrócić do minimum czas pozycjonowania również w aplikacjach o dużej bezwładności. Wykorzystanie elektrycznych cylindrów Fastech pozwala w prosty i efektywny sposób regulować momentem wyjściowym bez konieczności stosowania czujników zewnętrznych.

Ponadto istnieje możliwość pracy z kontrolą pozycji i przełączenia się w dowolnej chwili na sterowanie z kontrolą momentu. Istnieje również możliwość bazowania momentem. Opcjonalnie cylinder elektryczny Ezi-Actuator-MC może być wyposażony w czujniki krańcowe potrzebne do wykonania bazowania. Rozwiązuje to problem z instalacją czujników zewnętrznych.

NAPĘDY EZI-SERVO ZE ŚRUBĄ

Fot. 6. Napędy Ezi-SERVO ze śrubą trapezową

Ezi-LinearStep to napęd Ezi-SERVO, który zamiast standardowego wału ma śrubę trapezową. Napęd wykonano z wysokiej jakości materiałów, jednak ze względu na mnogość wykonań trudno określić jednoznacznie żywotność systemu, która standardowo wynosi powyżej 5 mln cykli.

Tego typu produkty firma Fastech traktuje bardzo indywidualnie, ponieważ na właściwy dobór podzespołów wpływa dużo czynników: obciążenie, prędkość, zakres przemieszczeń, przyśpieszenia, wymagany moment w odniesieniu do całego systemu, akceptowalny poziom luzów, powtarzalność pozycjonowania, orientacja napędu (pionowa lub pozioma).

NAPĘD I STEROWANIE

Fot. 7. Sterowniki silników krokowych (wersja MINI po lewej, wersja STANDARD po prawej)

Silniki serwokrokowe współpracują z dwoma typami sterowników: EzS-PD ze standardowym sterowaniem impulsowym (krok, kierunek lub krok +, krok -) oraz EzS-NDR z wbudowanym pozycjonerem zawierającym pamięć 256 pozycji, posiadającym jednocześnie możliwość sterowania przez RS 485. Napędy dostępne są w dwóch wykonaniach: kompaktowe, gdzie sterownik nabudowano na silniku oraz standardowe, gdzie sterownik i silnik stanowią dwa oddzielne urządzenia. Oba wykonania dostępne są jeszcze w wersji zminiaturyzowanej.

Wspomniana wcześniej tabela pozycji złożona maksymalnie z 256 wierszy danych zawiera informacje o ruchu i zapisywana jest w pamięci flash-rom sterownika. W pojedynczym wierszu oprócz pozycji docelowej i prędkości obrotowej znajdują się m.in. takie informacje, jak czas przyspieszania i zwalniania, numer wiersza, który ma być wykonany w następnej kolejności, czy licznik powtórzeń umożliwiający realizację pętli.

Zapisaną tabelę pozycji możemy uruchomić za pomocą interfejsu szeregowego lub wejścia cyfrowego. Uzyskany w ten sposób pozycjoner może pracować bez potrzeby stosowania sterownika nadrzędnego. Większe możliwości (np. zmiana pozycji lub prędkości w locie) daje jednak konfiguracja, w której system nadrzędny (np. PC lub PLC) komunikuje się ze sterownikiem poprzez łącze szeregowe RS485. Rozkazy przesyłane są do napędu w postaci znaków ASCII. Istnieje również możliwość napisania aplikacji w języku C++ działającej np. na komputerze klasy PC. Potrzebne do tego celu biblioteki DLL dostarczane są wraz z urządzeniem.

Tomasz Haliniak
ELDAR
www.eldar.biz