Modułowe systemy pomiarowe i wykonawcze w praktyce

WObit proponuje kompleksowe rozwiązanie do realizacji przemieszczenia liniowego - moduły liniowe MLA oraz MLAS - w oparciu o które można wykonać wszystkie zaprezentowane poniżej systemy. Są one zbudowane z profili aluminiowych, których konstrukcja jest zgodna z innymi popularnymi systemami łączeniowymi. Moduły w zależności od potrzeb pracować mogą z silnikiem krokowym, DC lub BLDC.

WObit oferuje dwa typy modułów różniących się sposobem przenoszenia napędu z ruchu obrotowego na liniowy. Pierwszym są moduły MLA, w których zastosowano pasek i koła zębate, co zapewnia duże prędkości liniowe. Drugim rozwiązaniem są moduły MLAS wykorzystujące śruby kulowe, które gwarantują bardzo dużą siłę i precyzję ruchu. Oba rozwiązania wyposażone są ponadto w wózki i prowadnice liniowe pozwalające na przenoszenie dużych sił - nawet do 1000 N.

SKANOWANIE

Fot. 1. Moduł MLA

Proces skanowania wykorzystywany w kontroli jakości np. wykonania spoin jest pierwszą wartą omówienia aplikacją. Aby skonstruować system realizujący skanowanie, niezbędne jest po pierwsze zastosowanie czujnika laserowego do wykonywania pomiarów. Ekonomicznym rozwiązaniem oferującym wysoką jakość może być z pewnością miniaturowy czujnik laserowy optoNCDT 1302.

Jego bardzo mała gabarytowo obudowa ułatwia integrację nawet w obszarach z ograniczoną przestrzenią. Pomimo niewielkich wymiarów, seria 1302 zapewnia precyzyjne wyniki pomiarów i nadaje się do automatyzacji maszyn. W konstruowanym systemie czujnik należy umieścić w liniowym module MLA, napędzanym silnikiem krokowym lub serwosilnikiem, który pozwala na wykonywanie ruchu o zadany krok w określonym kierunku.

Aby przetwarzać sygnały z czujnika lub czujników, potrzebny jest moduł pomiarowy. WObit proponuje uniwersalne urządzenie ADAE42U. Jest to sześciokanałowy moduł do pomiarów sygnałów 0...10 V, 4...20 mA oraz impulsów. ADAE42U wyposażony jest w złącze USB do jego konfiguracji oraz akwizycji pomiarów do pliku lub na wykresie, a także w interfejs RS485 Modbus-RTU do komunikacji z urządzeniami przemysłowymi, jak HMI.

Panel operatorski jest kolejnym niezbędnym elementem do wykonania systemu realizującego skanowanie. Ekonomiczna seria paneli MT4000 cechuje się 32-bitowym procesorem RISC oraz dopasowanym do indywidualnych potrzeb systemem Linux. Wyraźne kolory wyświetlacza, duża prędkość oraz bogate w funkcje oprogramowanie czynią MT4000 odpowiednim dla większości aplikacji z zakresu automatyki przemysłowej.

Wyniki pomiarów wykonanych przez czujnik i zebranych przez moduł pomiarowy mogą być zapisywane i przechowywane na karcie SD. Dopełnieniem konstruowanego systemu jest sterownik programowalny PLC. Służy on do komunikacji pomiędzy wszystkimi elementami i wyzwalania sekwencji wcześniej zaprogramowanych działań.

Zamiast PLC można wykorzystać sterownik stworzony przez konstruktorów firmy WObit, którym jest SIC184. Jest to programowalny sterownik silników krokowych o prądzie sterowania do 4 A. SIC184 ma uniwersalne wejścia i wyjścia, przez co może reagować na zewnętrzne sygnały ze źródeł takich jak czujniki krańcowe, przyciski, itp. Możliwe jest także wysterowanie dwóch wyjść tranzystorowych typu NPN.

Fot. 2. Panel Kinco MT4404

Sterownik wyposażony jest w złącze USB, a darmowa aplikacja SIC184-Konfigurator pozwala na szybką konfigurację i diagnostykę sterownika oraz na proste sterowanie ruchem silnika. Sterownik wyposażony jest również w interfejs RS485 Modbus-RTU, który umożliwia komunikację z urządzeniami przemysłowymi (sterowniki PLC, panele operatorskie).

Pozwala to na połączenie do szesnastu sterowników SIC184 ze sobą i ich synchroniczną pracę. Omawiane urządzenie może także współpracować z enkoderem, co pozwala na jeszcze lepszą kontrolę pozycji silnika krokowego i zabezpiecza przed większością konsekwencji związanych ze zgubieniem kroków przez silnik. SIC184 w większości prostych aplikacji pozwala wyeliminować stosowanie sterownika PLC czy mikroindeksera z zewnętrznym sterownikiem silnika krokowego.

PALETYZACJA

Innym przykładem aplikacji wykorzystującej podobny w konstrukcji system jest paletyzacja. W automatyce produkcyjnej często potrzebne jest segregowanie różnego rodzaju produktów, a następnie ich liniowe pakowanie. Do realizacji takich zadań z powodzeniem można wykorzystać układ składający się z przedstawionych wyżej elementów.

W panelu operatorskim można zaprogramować poszczególne sekwencje działań i przekazując sygnał poprzez sterownik PLC, za pomocą którego można np. zmienić pozycję produktów na taśmie produkcyjnej, przesuwać moduł o określoną liczbę kroków. Do tego rodzaju działania najlepszym napędem będzie silnik krokowy lub serwosilnik.

Podobnie jak w poprzedniej aplikacji, zamiast sterownika PLC można użyć sterownika SIC184. Można również bardzo uprościć system, implementując silnik zintegrowany ze sterownikiem na module liniowym MLA i połączyć go poprzez interfejs RS485 Modbus-RTU z panelem operatorskim HMI.

SPAWANIE

Fot. 3. Sterownik SIC184

System stworzony w oparciu o sterowniki programowalne i technologię przemieszczenia liniowego bardzo dobrze sprawdzi się także w wykonywaniu połączeń spawanych.

Idea konstrukcji jest w tym przypadku bardzo podobna do pierwszej z omawianych aplikacji, jednak zamiast czujnika na module liniowym należałoby umocować głowicę spawającą lub tnącą.

Poszczególne sekwencje działań są zapamiętane w sterowniku PLC/SIC184. Operator może je realizować, uruchamiając poszczególne sekwencje na panelu operatorskim, z którego sygnał jest przesyłany poprzez sterownik programowalny do napędu umieszczonego na module liniowym.

W dalszej kolejności zostanie uruchomiana głowica spawająca/tnąca, która wykona zaprogramowane zadania. Dla kontroli jakości wykonanych spoin można wykorzystać omówioną wyżej aplikację skanującą.

WObit
www.wobit.com.pl