RYNEK SERWONAPĘDÓW MA DUŻY POTENCJAŁ
Do niedawna serwonapędy miały opinię drogich w zakupie i wdrożeniu, o możliwościach w pełni niewykorzystywanych w porównaniu z napędami z przemiennikami częstotliwości. Przez to zwykle bilans zysków i kosztów wypadał na ich niekorzyść, w związku z czym rezygnowano z ich zakupu, uznając go za zbędny wydatek.
Od pewnego czasu, jak wspomnieliśmy we wstępie, zaczęło to jednak ulegać zmianie. Chociaż nie można na razie powiedzieć, że pod względem popularności serwonapędy prześcignęły napędy z falownikami, zdaniem wielu nawet jeżeli jeszcze im nie dorównują, to szybko je doganiają. Składa się na to kilka przyczyn.
Ważnym powodem jest bez wątpienia to, że stają się coraz bardziej dostępne cenowo. Kolejnym czynnikiem jest powszechna tendencja, żeby produkować szybciej, więcej, a jednocześnie w lepszej jakości. To sprawia, że odbiorcy serwonapędów - na przykład producenci maszyn będący jednymi z tych największych, coraz bardziej doceniają je za szybkość i dokładność pozycjonowania i coraz efektywniej umieją te ich cechy wykorzystywać.
Adekwatnie do rosnącego zapotrzebowania świadczącego o dużym potencjale rynku serwonapędów rozszerzana jest oferta ich producentów i dystrybutorów. Do popularnych marek w Polsce należą m.in.: Mitsubishi Electric, Omron Electronics, Yaskawa, Delta Electronics, Siemens, Lenze, Bosch Rexroth, Beckhoff Automation, SEW-Eurodrive, B&R oraz Rockwell Automation.
PRZEGLĄD ZASTOSOWAŃ
Na wstępie artykułu wymieniliśmy przykładowe zastosowania serwonapędów. Jednym z nich było sterowanie stołem obrotowym. Takie urządzenia są wykorzystywane na przykład na stanowiskach montażu, obróbki, dozowania, napełniania.
Serwosilnik obraca tarczę o zadany kąt, a następnie go zatrzymuje i wówczas wykonywana jest jakaś operacja. Uzupełniając stanowisko robocze o stół obrotowy, można uzyskać wiele korzyści. Najważniejsze z nich to: oszczędność miejsca i większa wydajność produkcji, dzięki temu że po podzieleniu stołu na segmenty na każdym z nich jednocześnie może być wykonywane inne zadanie.
Innym przykładem są zadania, które polegają na wielokrotnym powtarzaniu pojedynczego kroku, którego efektem jest na przykład przebycie drogi o określonej długości, składającego się z etapu przyspieszania, przemieszczania się ze stałą prędkością i zwalniania. W ten sposób można sterować taśmociągiem, który przesuwa się o określony odcinek i hamuje, a wówczas wykonywana jest jakaś akcja, na przykład robot przekłada towar do opakowań ustawionych na taśmie. Jeżeli zastosowane zostanie sprzężenie zwrotne, napęd zapewni stałą wydajność przy zmiennym obciążeniu.
Kolejny przykład to cięcie w maszynie ze szpulą, która po odwinięciu materiału o zadanej długości jest zatrzymywana. Kontroler, który analizuje prędkość szpuli, uruchamia wówczas ostrze, które odcina fragment materiału. Następnie szpula jest ponownie wprawiana w ruch. Maszyny tego typu używane są m.in. w przemyśle drukarskim do cięcia kartonów, w produkcji elementów z tworzyw sztucznych i cięciu metalowych arkuszy.
LATAJĄCA PIŁA, WIRUJĄCY NÓŻ
Gdy wymagana jest większa wydajność oraz szybkość maszyny, materiał musi być rozcinany w biegu. Cięcie bez konieczności zatrzymywania przenośnika jest realizowane z wykorzystaniem tzw. latającej piły. Prędkość pracy ostrza musi być w takim przypadku zsynchronizowana z prędkością przemieszczania się taśmociągu.
W tym celu mierzona jest ta ostatnia, a wynik pomiaru przetwarzany jest w kontrolerze napędu piły. Po odcięciu fragmentu materiału ostrze jest zatrzymywane i przemieszczane z powrotem do pozycji wyjściowej. Latające piły są używane m.in. w obrębie linii cięcia prętów stalowych i drewna.
Cięcie w locie umożliwia również tzw. wirujący nóż. Głównym komponentem tego urządzenia jest obracający się cylinder, wzdłuż którego zamontowane jest ostrze. Od prędkości, z jaką wiruje nóż, zależy długość odciętego materiału. Im większa jest ta pierwsza, tym krótszy kawałek zostanie ucięty.
M.in. w nalewarkach, wycinarkach laserowych oraz prasach korzysta się z funkcjonalności krzywki elektronicznej. Stanowi ona implementację w serwonapędzie układu krzywki mechanicznej, czyli zespołu elementów, który pozwala na przekształcenie ruchu obrotowego w liniowy ruch posuwisto-zwrotny. Elektroniczną krzywkę realizuje się, wykorzystując dwa albo więcej niezależnych napędów, które programowo synchronizuje ze sobą nadrzędny sterownik. Przykłady jej zastosowań szerzej przedstawiamy w ramce.
Monika Jaworowska
