Precyzyjne aktuatory obrotowe

SERIA HB

W aktuatorach obrotowych serii HB (zdjęcie główne) 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 zapewnia szybkie pozycjonowanie. System nie traci synchronizacji również przy gwałtownej zmianie prędkości obrotowej lub przy nagłej zmianie obciążenia.

W dostępnych na rynku aktuatorach obrotowych, w których napęd przekazywany jest za pomocą paska i koła zębatego zamocowanego bezpośrednio na wale silnika, niejednokrotnie dochodzi do złamania wału. W urządzeniach oferowanych przez Fastech rozwiązano ten problem. Na wale silnika osadzone jest łożysko kulkowe, które przyjmuje na siebie działanie siły naciągu paska. Dzięki temu wyeliminowano problem zmęczenia materiału zwiększając jednocześnie żywotność całego układu.

SERIA HG

Do aplikacji o bardzo dużej bezwładności polecane są aktuatory obrotowe serii HG (zdjęcie z prawej srony), w których zamiast paska zębatego zastosowano przekładnię. Umożliwia to bezpośredni montaż stołów obrotowych lub ramion. 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 aktuatorach serii HG rozwiązuje problem bazowania, które często jest konieczne w aplikacjach ze stołem obrotowym.

NAPĘD I STEROWANIE

Stosowane w aktuatorach 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, dającym jednocześnie możliwość sterowania poprzez RS 485. Nasze dotychczasowe doświadczenia z napędami serwokrokowymi pokazują, że właśnie to ostatnie rozwiązanie cieszy się największym zainteresowaniem klientów.

Typowe zastosowania aktuatorów obrotowych

Wspomnianą tabelę pozycji tworzy się i zapisuje do pamięci sterownika za pomocą oprogramowania EziMOTION Plus R, które dostarczane jest wraz z napędem bezpłatnie. Oprogramowanie to pracuje w środowisku Windows i umożliwia także zmianę parametrów napędu (np. maksymalna prędkość obrotowa, metoda bazowania) oraz przypisanie odpowiednich funkcji programowalnym cyfrowym wejściom i wyjściom sterownika. 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 za pomocą wejścia cyfrowego.

Uzyskany w ten sposób pozycjoner może pracować bez potrzeby stosowania sterownika nadrzędnego. Większe możliwości daje jednak konfiguracja, w której system nadrzędny (np. PC lub PLC) komunikuje się z aktuatorem poprzez łącze szeregowe RS485. Sposób ten daje dodatkowo dostęp do kilku funkcji, których nie ma w oprogramowaniu EziMOTION Plus-R, np. zmiana pozycji lub prędkości w locie. Rozkazy przesyłane są do napędu w postaci znaków ASCII. Ramka składa się z elementów stałych, takich jak nagłówek i koniec ramki oraz części zmiennej zawierającej adres napędu, typ rozkazu wraz z parametrami oraz sumę kontrolną.

W pamięci sterownika silnika zapisane są domyślne wartości parametrów związanych z ruchem i dynamiką, bazowaniem oraz inne stałe parametry. Korzystając z odpowiednich rozkazów przesyłanych za pomocą łącza szeregowego RS-485, można zmienić wartości parametrów, a także odczytać ich wartości. 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.

PODSUMOWANIE

Opisywane aktuatory obrotowe produkowane przez znaną już polskim inżynierom firmę Fastech są bardzo ciekawą propozycją. Ze względu na specyfikę pracy tego typu urządzeń zastosowanie silników serwokrokowych jako napędu jest szczególnie trafionym rozwiązaniem. Zwarta budowa, wygodne sterowanie i możliwość pracy bez systemu nadrzędnego ułatwiają aplikację.

www.fastech.pl