Fot. 1. Moduł liniowy MLA
Jako podstawowy element, stanowiący bazę całej konstrukcji, został wykorzystany moduł liniowy MLA, który jest kompletnym urządzeniem przeznaczonym do realizacji przemieszczeń liniowych. Konstrukcja modułu oparta jest na profilach wykonanych ze stopu aluminium 6061 T6, zapewniającego dobre właściwości wytrzymałościowe przy stosunkowo niskiej masie. Budowa profilu jest zgodna z innymi popularnymi systemami łączeniowymi, dzięki czemu te urządzenia mają bardzo szeroki zakres zastosowań.
W zależności od wymagań klienta moduły mogą być napędzane silnikiem skokowym, DC lub BLDC z elektroniką zewnętrzną lub zintegrowaną z modułem oraz od niedawna serwonapędami. Firma WObit oferuje dwa typy modułów różniące się sposobem przenoszenia napędu z ruchu obrotowego na liniowy. Pierwszym są moduły MLA, w których zastosowano pasek i koło zębate, co zapewnia duże prędkości liniowe.
Fot. 2. Moduł MLAS wykorzystujący śruby kulowe
Moduły MLA wyposażone są ponadto w wózki i prowadnice liniowe, odpowiedzialne za przenoszenie dużych sił. Zastosowane w module prowadnice pozwalają na uzyskanie prędkości maksymalnej do 4 m/s oraz dokładności pozycjonowania do 0,1 mm.
Drugim rozwiązaniem są moduły MLAS wykorzystujące śruby kulowe, które zapewniają pomimo mniejszej prędkości przemieszczeń liniowych bardzo dużą siłę (nawet do 1000 N) i precyzję ruchu do setnych części milimetra.
Dla modułów przygotowanych jest wiele komponentów umożliwiających m.in. montaż drugiego modułu lub dowolnego elementu mechanicznego, jak również zamocowanie czujników. W omawianym stanowisku pomiarowym zostały zastosowane dwa moduły liniowe MLA pracujące w osi Y oraz jeden moduł pracujący w osi X.
Fot. 3. Moduł MLA-SIC - z silnikiem krokowym i zintegrowanym kontrolerem z interfejsem RS-485
Jako napęd wykorzystano hybrydowe silniki krokowe z serii 57BYGH o podwyższonym momencie, dzięki zwiększonej średnicy rotora w stosunku do standardowych silników o podobnych rozmiarach. Każda oś została również obustronnie doposażona w indukcyjne czujniki zbliżeniowe do wyznaczania położenia bazowego.
Do sterowania silnikami wybrano sterownik silników krokowych SMC104, który umożliwia sterowanie prądem do 3,8 A z podziałem kroku od 1/2 do 1/60. Dodatkowo możliwy jest wybór prądu w zakresie od 1,2 do 3,8 A, a także włączanie redukcji, która ogranicza o połowę pobór prądu, gdy impulsy taktujące CLK przychodzą z częstotliwością <1,5 Hz.
Fot. 4. Sterownik silników krokowych SMC104
Zezwolenie na pracę silnika odbywa się poprzez podanie sygnału +5...40 V na wejście EN (enable). Sterowanie kierunkiem obrotów odbywa się za pomocą wejścia DIR. W stanowisku do testowania paneli dotykowych zostało zastosowane sterowanie w pętli otwartej poprzez zadawanie impulsów na sterowniki silników krokowych przez programowalny generator trajektorii MI3.8.9.
Mikroindekser MI3.8.9 jest uniwersalnym urządzeniem służącym do zadawania trajektorii ruchu dla trzech silników krokowych poprzez dowolny sterownik mocy, w tym wypadku SMC104. Dla urządzenia przygotowane jest oprogramowanie PC, komunikujące się poprzez łącze USB, które pozwala na proste i intuicyjne zaprogramowanie trajektorii ruchu dla trzech silników krokowych.
Program umożliwia również podgląd aktualnych parametrów silników, stanów wejść i wyjść oraz sterowanie w czasie rzeczywistym. Po zaprogramowaniu, urządzenie może działać niezależnie - bez komputera PC.
Fot. 5. Mikroindekser MI3.8.9
W prezentowanym stanowisku pomiarowym sterowanie wraz z zasilaczami zostało umieszczone w szafie sterowniczej i połączone przewodami z konstrukcją opartą na modułach liniowych. Poza dwoma osiami (X, Y) w stanowisku pomiarowym została przygotowana obrotowa oś R z uchwytem do montażu rysika służącego do testowania paneli dotykowych.
Podczas realizacji testu panel dotykowy montowany jest na uchwycie, po czym wykonywana jest sekwencja wcześniej zaprogramowanych ruchów zmieniających położenie i nacisk rysika na dany panel dotykowy. Po zakończeniu testu układ sprawdzający powraca do pozycji bazowej i możliwa jest wymiana panelu w uchwycie.
Przedstawione powyżej stanowisko pomiarowe to tylko jeden z przykładów zastosowania modułów liniowych produkcji firmy WObit. Aby uzyskać więcej informacji, zapraszamy na www.wobit.com.pl oraz do kontaktu pod numerem 61 222 74 22.
P.P.H. WObit E. K. J. Ober s.c.
www.wobit.com.pl
