• silnikliniowy.pl
    Dynamika
  • silnikliniowy.pl
    Prędkość
  • silnikliniowy.pl
    Precyzja

Baza wiedzy o silnikach liniowych

Aktualności


03/2019 - Kaskadowy układ sterowania synchronicznego silnika liniowego z magnesami trwałymi


Zadaniem systemu sterowania wykorzystywanego w przemysłowych obrabiarkach CNC jest przede wszystkim kontrola pracy maszyny na różnych płaszczyznach. System sterowania w typowej obrabiarce składa się z jednostki obliczeniowej, interfejsu operatora, serwonapędów oraz sprzężonych z nimi silników(Rys.1).


Rys.1. Schemat blokowy systemu CNC[1].

Obecnie w wielu aplikacjach, główną jednostkę obliczeniową jest sterownik programowalny(PLC) bądź komputer przemysłowy(IPC). Program działający na takiej jednostce odpowiada za kontrole osi ruchu maszyny. Na jego podstawie generowane są kolejne wartości zadane pozycji silników poszczególnych osi. W przypadku rozwiązań wielu producentów informacja nt. wartości zadanej(pozycji/prędkości/moment) przesyłana jest do serwonapędu z wykorzystaniem sieci z grupy przemysłowego Ethernetu. Serwonapędy stosowane obecnie w przemyśle, to zwykle urządzenia energoelektroniczne oparte na architekturze mikroprocesorowej, których zadaniem jest przetwarzanie energii elektrycznej. Komunikacja pomiędzy takim napędem a główną jednostką obliczeniową realizowana jest poprzez oferowane dla danego producenta standardy przemysłowego Ethernetu(EtherCAT, Ethernet, Powerlink, Profi/Net, Ethernet/IP, SERCOS III). Konieczność stosowania rozwiązań Ethernetu przemysłowego podyktowana jest tym, że dane wymieniane pomiędzy sterownikiem a serwonapędem zawierają dużo więcej informacji niż dane wykorzystywane w zwykłych aplikacjach. W większości serwonapędów informacje przesyłane to: zadana wartość pozycji, prędkości, momentu a także dane statusowe urządzeń oraz krańcówek Ponadto bardzo ważna dla tej wymiany jest także prędkość z jaką informację są przesyłane.

Układy regulacji cyfrowych serwonapędów są wyposażone zwykle strukturę kaskadową(Rys. 2), w której zazwyczaj stosuję się regulator proporcjonalny(P) do wytworzenia wartości sygnału prędkości zadanej posuwu ωm*(regulator pozycji). Następnie podporządkowany poprzedniemu regulator prędkości, wylicza zadaną wartość momentu/siły iq* dla pętli regulacji prądu(regulator PI). Regulacja wartości prądu następuję w regulatorze prądu(PI) który uzależniony jest od powyższemu układowi regulacji(kaskada)[1].

Pośród regulatorów, stosowanych w poszczególnych pętlach można wyróżnić: proste regulatory histerezowe, klasyczne rozwiązania PI lub też rozwiązania z grupy model-based(stosujące model procesu)[2].


Rys.2. Regulacja kaskadowa silnika liniowego.

LITERATURA

Źródło [1]: Praca zbiorowa, Poradnik mechatronika; Wydawca: Rea; Warszawa 2002
Źródło [2]: strona internetowa



03/2019 - Bezpośrednie sterowanie momentem i strumieniem


Struktura bezpośredniego sterowania momentem i strumieniem(DTC*) w założeniu została stworzona do sterowania indukcyjnymi silnikami klatkowymi. Odróżnia się od innych struktur kaskadowych brakiem pętli regulacji prądu. Na rysunku 1 przedstawiono strukturę układu regulacji z bezpośrednim sterowaniem momentem silnika PMSM.

* DTC-Direct Torque Control


Rys.1. Struktura układu regulacji położenia PMSM z bezpośrednim sterowaniem momentem[1].

Głównym zadaniem metody bezpośredniego sterowania momentem i strumieniem jest zapewnienie szybkiej odpowiedzi układu na nagłe zmiany momentu obrotowego silnika. W odróżnieniu od metody sterowania wektorowego, w której moment obrotowy zależny jest od wektora prądu stojana, DTC odznacza się tym, że zmiennymi sterującymi są sygnały sterujące dψs oraz dme generowane przez regulatory strumienia i momentu[1].

Bardzo istotą częścią metody DTC jest estymacja wektora strumienia skojarzonego stojana silnika. W celu wyznaczenia wektora strumienia stojana niezbędna jest znajomość wartości wektora napięcia stojana. Estymacja wektor napięcia stojana może być realizowana przez pomiar napięć na wyjściu falownika lub też poprzez wyznaczanie stanu kluczy falownika na podstawie wzoru[2]:


gdzie: us - wektor przestrzenny napięcia stojana w układzie α-β, UDC – napięcie w obwodzie pośrednim falownika, sA, sB, sC – stan kluczy.

Aktualna wartość strumienia skojarzonego stojana silnika wyznaczana jest przez scałkowanie równań opisujących składowe strumienia we współrzędnych α-β. W przypadku tym konieczna jest znajomość rezystancji uzwojeń stojana Rs oraz wiedza na temat aktualnych wartości napięć i prądów stojana.

gdzie: Ψs- strumień skojarzony stojana, Rs - rezystancja uzwojeń stojana, is - pomiar wartości wektora prądu (na wyjściu falownika) reprezentowany w postaci wektora przestrzennego w układzie α-β

Wartość momentu elektromagnetycznego można wyznaczyć z zależności:

gdzie:
p – liczba par biegunów silnika
Usytuowanie wektora strumienia skojarzonego stojana podzielona jest na sześć sektorów co przedstawia rysunek 2.

Rys.2. Usytuowanie wektorów napięcia stojana , sektorów wraz z ich numeracją, wektora strumienia magnetycznego Ψs stojana oraz wektorów chwilowych zmian położenia wektora strumienia stojana ΔΨs[3].


Zakres kątowy, który obejmuję każdy z sektorów można zdefiniować według poniższej zależności:

gdzie:
N – numer sektora

Natomiast ulokowanie wektora strumienia γSΨ (N) określa zależność[4]:

gdzie:
Ψsβ, Ψsα - składowe strumienia w nieruchomych współrzędnych

Przyrost strumienia stojana ΔΨs wywołany jest przez kolejne wektory napięcia stojana(Rys. 10). Wartość modułu wektora strumienia stojana można zwiększyć poprzez wybranie wektora napięciowego z sektora, w którym w danym momencie znajduje się wektor strumienia stojana lub też przez wybór wektora napięciowego z sektora następnego lub poprzedniego. Wektory napięcia wybrane z pośród pozostałych sektorów powodują zmniejszenie wartości modułu wektora strumienia stojana.

W celu zwiększenia momentu, poprzez zmianę kąta obciążenia γSΨ, konieczne jest wybranie wektora napięciowego z dwóch następnych sektorów od sektora, w którym aktualnie znajduję się wektor strumienia stojana. Dla przykładu wektor strumienia skojarzonego Ψs znajduję się w sektorze 1, aby zwiększyć moment należy wybrać wektor napięcia z sektora 2 lub 3, kolejno wektory U2 lub U3(Rys.2). Natomiast zmniejszenie wartość momentu lub zmiana jego znaku realizowana jest poprzez wybór dowolnego z wektorów napięcia z dwóch sektorów poprzedzających ten sektor. Tak też dla rysunku 2 zmniejszenie momentu odbywa się poprzez wybór wektora napięcia z sektora 6 lub 5(wektory napięcia U6 lub U5). Wektory napięcia U0 i U7 są wektorami zerowymi wybór takiego wektora sprawia, że wartość wektora strumienia stojana nie ulega zmianie ale następuję wstrzymanie jego ruchu względem stojana. Prowadzi to również do zmiany momentu silnika oraz kąta obciążenia γSΨ[5].

Do wyboru odpowiedniego wektora napięcia w danym sektorze niezbędne są zmienne sterujące dms i dΨs będące wyjściami komparatorów trójpołożeniowego momentu oraz dwupołożeniowego strumienia(Rys.1). Sygnały wyjściowe z regulatorów momentu i strumienia mają postać:

gdzie:
Hpsi – szerokość histerezy regulatora strumienia, HM – szerokość martwej strefy regulatora momentu, me – aktualna wartość momentu, meref – zadana wartość momentu, Ψs – aktualna wartość strumienia skojarzonego, Ψsref – zadana wartość strumienia skojarzonego.

Stany kluczy falownika w zależności od wartości zmiennych sterujących zestawiono w tabeli 1.


Bezpośrednie sterowanie momentem i strumieniem w silniku liniowym.

Metoda bezpośredniego sterowania siłą ciągu (DTFC**) jest metodą DTC stosowaną w silnikach liniowych. Jedyną różnicą pomiędzy DTC i DTFC jest to, że w maszynach wirujących mamy do czynienia z momentem obrotowym i prędkością kątową, natomiast w silnikach liniowych parametry te zastąpione są przez siłę ciągu i prędkość liniową.

** DTFC - Direct thrust force control

LITERATURA

[1] Sterowanie serwonapędu z silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych ze sprzężeniem od stanu i estymowanego momentu oporowego, ROZPRAWA DOKTORSKA, mgr inż. Tomasz Tarczewski, Warszawa 2009
[2] LABORATORIUM Z AUTOMATYKI NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO, Bezpośrednie sterowanie momentem silnika indukcyjnego, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, ZAKŁAD NAPĘDÓW ELEKTRYCZNYCH, Wrocław 2007
[3] Analiza możliwości ograniczenia składowej przemiennej momentu elektromagnetycznego w silniku ASM sterowanym wektorowo w napędach trakcyjnych, Praca Doktorska, Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej, POLITECHNIKA KRAKOWSKA im. Tadeusza Kościuszki, MAREK DUDZIK.
[4] Dobór parametrów regulatora prędkości w bezpośrednim sterowaniu momentem silnika indukcyjnego, Grzegorz Sieklucki, Tadeusz Orzechowski, Rajmund Sykulski Elektrotechnika i elektronika Tom 24. Zeszyt 1, 2005
[5] Badanie układu napędowego silnika klatkowego z bezpośrednią regulacją momentu, KATEDRA ENERGOELEKTRONIKI I MASZYN ELEKTRYCZNYCH, Marcin Morawiec, Politechnika Gdańska 2009 ver. 4
/p>

07/2018 - Silniki momentowe

Silniki momentowe to obrotowe silniki liniowe pozwalające na uzyskanie wysoce efektywnego i niewymagającego konserwacji swobodnego obrotu wzdłuż osi. Silniki momentowe to silniki napędu bezpośredniego wzbudzane magnesem trwałym, obracające się wzdłuż osi(Rys.1). Można je wykorzystywać wszędzie tam, gdzie wymagany jest ruch obrotowy. Przewyższają one liczbą zalet konwencjonalne serwonapędy.

Nasze silniki momentowe są:

• Niezwykle kompaktowe,
• o wyjątkowo sztywnym napędzie,
• niewymagające czasochłonnej procedury montażowej,
• niewymagające konserwacji.

Z opcją zabudowania bezpośrednio w konstrukcji maszyny; duża średnica wewnętrzna pozwala na przeprowadzenie przewodów i kabli.


Rys. Przekrój silnika momentowego[1]




Seria QTR-A-160

Tp 6,2..97Nm Tc 4,4..48Nm

Seria 160 ma największą średnicę spośród silników momentowych. Najmniejszy produkt z serii QTR-A160-17 posiada ciągły moment obrotowy 4,4Nm. Serię zamyka największy QTR-A-160-92 o momencie obrotowym ciągłym 48,3Nm i przejściowym 97,2Nm.

Dostępne typy:

• QTR-A-160-17
• QTR-A-160-25
• QTR-A-160-34
• QTR-A-160-60

Seria QTR-A-133
Tp 3.7..59Nm Tc 2.7..29Nm

QTR-A 133 to produkt ze środka segmentu silników QTR. Posiada moment obrotowy w zakresie od 2,6 do 29,2Nm. Największy silnik QTR-A-133-92 o wysokości 92mm charakteryzuje się szczytowym momentem obrotowym ponad 58,9Nm.

Dostępne typy:

• QTR-A-133-17
• QTR-A-133-25
• QTR-A-133-34
• QTR-A-133-60

Seria QTR-A-105
Tp 1.9..30Nm Tc 1.7..19Nm

Silnik QTR-A 105 to najmniejszy silnik momentowy o średnicy zewnetrznej 105mm i wewnętrznej 56mm. Seria posiada ciągły moment obrotowy od 1,7 do 19,5Nm w zależności od jednego z 5 typów silnika. Największy silnik tej serii może uzyskiwać szczytowy moment obrotowy 30,2Nm dla całkowitego ciężaru silnika poniżej 3500 gramów.

Dostępne typy:

• QTR-A-105-17
• QTR-A-105-25
• QTR-A-105-34
• QTR-A-105-60

Serię wieńczą całkowicie szczelne statory oraz wbudowane zabezpieczenie termiczne i czujniki pomiarowe. Dzięki ciągłemu momentowi obrotowemu w zakresie od 0,7 Nm do 40 Nm, silniki odgrywają znaczącą rolę w zwiększaniu dostępności oraz poprawie oszczędności w rozmaitych zastosowaniach w branżach takich jak:

• Półprzewodniki
• Drukarstwo
• Robotyka
• Oprzyrządowanie maszynowe


Rys. Silniki momentowe Tecnotion


Źródło [1]: http://www.controlengineering.pl/technologie-silnikow-bezposrednich-w-ukladach- napedowych/
Źródło [2]: http://www.tecnotion.com


06/2018 - Duża wydajność w niewielkiej obudowie: Silniki liniowe TM3 i UC3!


W ciągu ostatnich dziesięcioleci silniki liniowe znalazły zastosowanie jako rozwiązania napędu w różnych dziedzinach przemysłu. Ich parametry są szczególnie przydatne dla napędów w ograniczonej przestrzeni. Silniki liniowe TM3 i UC3 firmy Tecnotion to idealny wybór w sytuacjach wymagających niezwykle kompaktowych konstrukcji.

Silnik liniowy TM3 to najmniejszy produkt z serii rdzeniowych silników liniowych Tecnotion. Cewka silnika ma długość zaledwie 93mm a jego ciężar wynosi 600gramów. Pomimo niewielkich rozmiarów silnik generuje siłę ciągłą 60N. Moduły magnetyczne silnika mają szerokość 50mm. Całkowity układ cewki i ścieżki magnetycznej ma wysokość 40mm. Dzięki kompaktowej budowie, TM3 idealnie nadaje się do zastosowania np. do maszyn tnących w przemyśle papierniczym, gdzie umożliwia on automatyzację zmiany pozycji ostrzy tnących, znacznie skracając czas zmiany formatu dla różnych cykli produkcyjnych.

Bezrdzeniowy silnik liniowy UC3 o długości cewki zaledwie 34mm jest nie tylko niewielki, ale również lekki jak piórko, ważąc zaledwie 31gramów. Całkowita wysokość montażowa wynosi 14,8mm a szerokość 51mm. Oczywistym jest, że silnik jest idealny do zastosowań kompaktowych. Bezrdzeniowa konstrukcja cewki to kolejna cecha, jakiej nie posiadają silniki rdzeniowe a umożliwiająca ruch bez efektu „coggingu”. Cecha ta jest pożądana w zastosowaniach wymagających dobrych parametrów stałej prędkości. Silnik UC3 ma zastosowanie np. w medycznych maszynach do pipetowania.


Rys. Rys. Cewka silnika TM3


Rys. Rys. Cewka silnika UC3


05/2018 - Narzędzie do symulacji silników linowych.


Wstępny wybór silnika liniowego dokonuje się zwykle na podstawie wymaganych sił oraz charakterystyki silnika. Narzędzie do modelowania uwzględnia określone dane Tecnotion oraz krytyczne wartości aplikacji klienta, takie jak masa termiczna, profil ruchu i temperatura otoczenia na łatwej w obsłudze i ustawieniu platformie oprogramowania.

Za jednym kliknięciem narzędzie do symulacji oblicza wydajność wybranego silnika. Na ekranie wyświetlają się różne wartości, np. temperatura, wymagane siły, przyrost boczny przyspieszenia, prąd elektryczny i napięcie magistrali. Wyświetlany jest także wykres siły/prędkości. Łatwy w użyciu interfejs umożliwia dynamiczne modelowanie i wprowadzanie zmian w parametrach użytkownika wraz z obliczeniami teoretycznymi.

Szczególnie przydatna jest obliczona temperatura cewki. Daje ona krytyczną informację o rozmiarze silnika, ewentualnej wolnej przestrzeni oraz informuje, czy silnik pracuje na granicy swojej wydajności. Wartości, które nie mogą być uzyskane są zaznaczone na ekranie. Łatwo można przewidzieć co stanie się po zmianie poruszającej się masy lub jaka będzie praca systemu po zastosowaniu mniejszego silnika.
Narzędzie do symulacji pracuje z różnymi profilami ruchu, które można stosować w sekwencjach, obejmując szeroki wybór zastosowań. Symulacje oraz ich szczegółowe raporty można zapisać do późniejszego wykorzystania.

Narzędzie do symulacji Tecnotion oferuje inżynierowi proste możliwości rozwiązania problemów konstrukcyjnych. Narzędzie do symulacji można pobrać za darmo na stronie http:/www.tecnotion.com/downloads/ lub skorzystać online po wcześniejszej rejestracji(Link: https://simtool.tecnotion.com/ ).

Inżynierowie aplikacji August Kuhfuss z przyjemnością pomogą Państwu w ocenie lub ustawieniu odpowiedniej symulacji. Prosimy o kontakt: bartosz.pagorek@kuhfussonline.com

Źródło: http://www.tecnotion.com


02/2018 - Porównanie cenowe napędu z wykorzystaniem silnika liniowego oraz servomotoru.


Panuje powszechne przekonanie wśród klientów, iż silniki liniowe są bardzo drogimi napędami w porównaniu do servomotoru. Takie stwierdzenie było prawdziwe jeszcze kilka lat temu. Jednakże wraz z rozwojem technologii napędy te znacznie potaniały i cenowo zbliżyły się do servomotoru.

Porównanie zostanie przeprowadzone dla układu napędzanego silnikiem liniowym oraz układu z wykorzystaniem servomotoru napędzającego śrubę kulową. Zaprojektowany ruch roboczy wynosi 1154mm, a siła ciągu około 120N.

*Podane ceny są cenami poglądowymi, w celu poznania dokładnej wyceny należy skontaktować się z naszymi doradcami technicznymi.

Silnik liniowy jest napędem bezpośrednim tzn. do przekazania napędu nie są wymagane dodatkowe elementy mechaniczne, takie jak przekładnia i sprzęgło. Energia elektryczna jest zamieniana na ruch liniowy bez strat energii wynikających ze współpracujących mechanizmów. Aby ruch liniowy odbywał się z wykorzystaniem servomotoru niezbędne jest podłączenie sprzęgła, śruby kulowej i nakrętki. Należy również zadbać o łożyskowanie śruby. Pomiędzy współpracującymi elementami powstają luzy mechaniczne, które wpływają również na dokładność pozycjonowania. Zakres dokładności wykonania śruby kulowej zawiera się w zakresie T0-T7. Do porównania wzięto śrubę kulową szlifowaną o precyzji wykonania T2. Jest to jedna z najwyższych klas dokładności wykonania, jednakże taką precyzję śruba posiada tylko we wczesnym okresie jej użytkowania. Na skutek zużycia ciernego występującego pomiędzy nią, a nakrętką traci swoją pierwotną dokładność oraz powtarzalność pozycjonowania. W silniku liniowym zużycie mechaniczne nie występuje, ponieważ cewka poruszając się nie dotyka ścieżki magnetycznej.

Rys. Rys. Układ napędowy z servomotorem i śrubą kulową



Porównując pierwsze sześć pozycji z powyższej tabeli widzimy, że na układ przeniesienia napędu z wykorzystaniem silnika liniowego składa się mniejsza ilość elementów. Dzięki temu zabudowa układu jest prostsza, mniej podzespołów potrzeba składować na magazynie oraz cena jest niższa.

W układzie napędu z servomotorem śruba, nakrętka, piasty i łącznik współpracując ze sobą ulegają zużyciu mechanicznemu, co skutkuje niższą żywotnością podzespołów oraz wyższymi kosztami serwisowania. Koszty eksploatacji maszyny wpływają na dłuższy okres jej amortyzacji oraz tracony jest czas na postoje serwisowe. W silniku liniowym nie występuje tarcie mechaniczne. Problem ten dotyczy jedynie prowadnic liniowych zastosowanych w systemie, jednak są one obecne także w układzie opartym na śrubie kulowej. W przypadku silnika liniowego serwis ograniczony jest do minimum. Dzięki braku tarcia mechanicznego w silniku liniowy, poziom hałasu emitowanego przez napęd jest znacznie niższy niż w układzie z servomotorem.

Rys. Rys. Układ napędowy z silnikiem liniowym



Układ sterowania jest prawie identyczny dla obydwu silników. Dzięki temu automatycy programujący ruch ładunku z wykorzystaniem servomotoru, nie będą mieć trudności również z zaprogramowaniem ruchu silnika liniowego. W obydwu przypadkach sterownik mierzy pozycję przesuwanej masy za pośrednictwem enkodera. W servomotorze jest to enkoder obrotowy, określający rzeczywiste położenie wałka, a nie aktualne położenie ładunku. Czynnik ten znacząco wpływa na precyzję pozycjonowania masy, ponieważ nie są kompensowane luzy mechaniczne pomiędzy współpracującymi elementami. W układzie z silnikiem liniowym zastosowany jest liniał magnetyczny na całej długości ścieżki magnetycznej oraz enkoder zamontowany na wózku. Mierzona jest rzeczywista pozycja przesuwanej masy. Uzyskać można dokładność pozycjonowania równą 0,1 µm lub jeszcze większą. Jedynie rozdzielczość enkodera liniowego oraz stabilność mechanizmów może ograniczać osiągi tego systemu. Dodatkowy system pomiarowy można zastosować w układzie ze śrubą kulową, jednakże wtedy koszt całego układu znacząco wzrasta i przewyższa ceną układ z silnikiem liniowym.

W silniku liniowym możliwe jest uzyskanie prędkości ruchu ładunku rzędu 18 m/s, natomiast przy zastosowaniu śruby kulowej maksymalnie 3 m/s. Możliwe jest zwiększenie skoku śruby w celu uzyskania wyższej prędkości obrotowej, jednakże taka zmiana wpłynie bezpośrednio na rozdzielczość pozycjonowania śruby. Dodatkowo zbyt wysoka prędkość obrotowa śruby może powodować jej bicie lub też śruba może osiągnąć swoją częstotliwość rezonansową. Wszystko to przełoży się na niestabilność układu oraz spowoduje duże wibracje. Dotyczy to w szczególności długich śrub pociągowych powodując ograniczenia związane z długością ruchu roboczego oraz wydajnością całego systemu. Modułowa konstrukcja ścieżki magnetycznej umożliwia w łatwy sposób zwiększenie długości ruchu roboczego bez utraty stabilności.

Podsumowując, cena zakupu układu z wykorzystaniem silnika liniowego jest nieznacznie wyższa niż z servomotorem. Biorąc pod uwagę korzyści wynikające z wykorzystania silnika liniowego przytoczone w powyższym tekście oraz zawarte na naszej stronie internetowej www.silnikliniowy.pl w zakładce „Zalety” warto rozważyć zakup tego napędu. Silniki liniowe znajdują zastosowanie m.in. w maszynach do obróbki metali, transportowych, pakujących, drukarkach przemysłowych.

Źródło: August Kuhfuss Sp z o.o.



14-16/11/2017 - PTAK WARSAW EXPO - INDUSTRY WEEK


9/2017 - Rozwiązania w postaci gotowych osi liniowych.


Firma August Kuhfuss wprowadza na rynek rozwiązania w postaci gotowych osi liniowych, składających się ze specjalnie zaprojektowanego elementu nośnego (profilu), silnika liniowego, prowadnic, układu pomiarowego oraz elementu jezdnego.

Dzięki wprowadzonym rozwiązaniom nasi klienci mogą korzystać z gotowych komponentów wykonawczych, przez co czas projektowania maszyny zostanie skrócony do minimum. Moduły liniowe charakteryzują się następującymi parametrami.

Parametry elektryczne osi liniowych:

• Dostępne różne rodzaje konektorów
• Oddzielny przewód sygnałowy i zasilający
• Współpraca z układami sterowania większości firm
• Szeroki wachlarz wyjść sygnałowych sprzężenia zwrotnego
• Protokoły komunikacyjne zgodne ze standardami: BISS C, Fanuc™, Mitsubishi™, Omron™, Yaskawa™, Siemens™ Drive Cliq, SSI, RS422, SPI, sin/cos

Każda z osi może być wyposażona w jeden z poniższych enkoderów:
• enkoder magnetyczny inkrementalny,
• enkoder magnetyczny absolutny,
• enkoder optyczny inkrementalny,
• enkoder optyczny absolutny .

Parametry metrologiczne osi liniowych:

• Brak histerezy mechanicznej
• Brak luzów zwrotnych
• Dokładność pozycjonowania nawet od ±3 µm/m
• Możliwość dostarczenia osi wraz z mapą błędów w celu poprawy dokładności pozycjonowania
• Możliwe okresowe kalibracje wraz z certyfikatem dokładności pozycjonowania
• Możliwość analiz dynamicznych dla danych aplikacji

Parametry mechaniczne osi liniowych:

• Przenoszone siły do 1800 N
• Konstrukcja zwarta, wytrzymała nadająca się do większości przemysłowych zastosowań
• Możliwość dostosowania otworów montażowych blatu pod wymagania klienta
• Zakresy przesuwu do 4 metrów

Bardzo istotnym elementem osi AK są wózki z koszykami kulkowymi. Odróżniają się one od serii konwencjonalnych następującymi cechami:

• Wyższe prędkości maksymalne,
• przyspieszenia do 100 m/𝑠^2,
• mniejsza generacja ciepła,
• niski poziom hałasu,
• zoptymalizowane smarowanie,
• płynność pracy,
• zwiększona trwałość,
• równomierny rozkład naprężeń,




7/2017 - Silniki liniowe na zakrzywionej ścieżce.


Zakrzywione moduły magnetyczne charakteryzują się inteligentną budową, kompensującą stratę sił na krzywiznach. Dzięki unikalnej metodzie możliwa jest praca prostych cewek na zakrzywionych ścieżkach magnetycznych. Silniki posiadają małą siłę przyciągania w odniesieniu do siły ciągłej, co skutkuje niskim zużyciem łożysk liniowych. Silniki charakteryzują się także niską wartością „coggingu”, co w połączeniu z algorytmem kompensacji „coggingu” daje bardzo równomierny ruch na krzywiznach. W zależności od średnicy, siły jednego wózka mogą osiągnąć wartości nawet do 2000N siły ciągłej.

Rozwiązania
Nowa technologia pozwala obecnie konstruktorom maszyn wykorzystywać zakrzywione systemy magnetyczne wraz z ich odpornością na zanieczyszczenia oraz wysokimi tolerancjami mechanicznymi bez pogarszania dokładności pomiarowej. Obecne rozwiązanie z zakresu sterowania pozwalają na w pełni płynna pracę. System w pełnym ruchu przełącza z sygnału analogowego czujnika Halla (pomiar drogi na łukach) na bardzo precyzyjny sygnał enkodera liniowego optycznego na odcinkach prostych.



Rys. Silnik liniowy na zakrzywionej ścieżce - pełna pętla




Rys. Silnik liniowy na zakrzywionej ścieżce - fragment


Rys. Silnik liniowy na zakrzywionej ścieżce - film


Źródło: http://www.tecnotion.com


6/2017 - Przykładowe Aplikacje.


Wycinanie strumieniem wodnym i laserem
Wycinarki laserowe skupiają dużą energię na małym, precyzyjnie określonym obszarze. Generowane w ten sposób intensywne ciepło powoduje wyparowanie materiału w miejscu działania lasera. W podobny sposób wycinarka wodna koncentruje na niewielkiej powierzchni strumień wody pod ciśnieniem, zmieszany z cząsteczkami ściernymi, przecinając/grawerując różne materiały. Maksymalna prędkość cięcia wycinarek laserowych wynosi typowo około 1 m/s ( dla laserów światłowodowych 2–4 kW), a przyspieszenie może osiągać wartości do 10 m/s2. Natomiast ruchy międzyoperacyjne mogą osiągać prędkości do 5 m/s i przyspieszenia do około 40 m/s2. Wykorzystując listwy zębate praktycznie niemożliwe jest osiąganie tak wysokiej dynamiki i prędkości i tu na znaczeniu zyskują silniki liniowe. Silniki liniowe wykorzystywane jako napęd do wszystkich 4 osi: X1 i X2, Y oraz Z. Dużą zaletą napędów bezpośrednich w maszynach portalowych (laser fiber, watrejet, cuttery) są takie parametry jak dokładność, utrzymanie zadanej prędkości w czasie tzw. nadążność oraz brak zużycia i postępujących luzów przy dużej dynamice. Dzięki wykorzystaniu napędów bezpośrednich w maszynach portalowych znacząco poprawiamy efektywność, dokładność oraz żywotność.



Rys. Wycinanie strumieniem wodnym i laserem



Pilarka pozioma - rdzeniowe silniki liniowe
Pilarki poziome z używane są w przemyśle drzewnym do przycinania dużych płyt, listw lub desek z drewna lub materiałów drewnopochodnych, takich jak płyty OSB, na różne wymiary. Cięcia wykonywane jest przez wirującą tarczę zamontowaną na ruchomym wózku zwykle napędzanym silnikiem bezszczotkowym połączonym z paskiem zębatym lub listwą zębatą.

Do poruszania wózka, inżynierowie zaczęli stosować innowacyjne systemy napędu bezpośredniego, w szczególności rdzeniowe silniki liniowe. Napęd silnika liniowego pozwala wózkowi na osiągnięcie prędkości i przspieszeń nieosiągalnych przy użyciu systemów tradycyjnych Zastosowanie rdzeniowego silnika liniowego umożliwia wózkowi osiągnięcie prędkości 250 m/min i przyspieszenia 10-15 m/s2. Takie parametry eksploatacyjne pozwalają na znaczne zwiększenie wydajności maszyny, aż do podwojenia ilości cięć na minutę.

Oprócz lepszych właściwości dynamicznych, rdzeniowy silnik liniowy o niskimi wartości „coggingu” gwarantuje płynny ruch wózka i piły, nie powodując niepożądanych drgań, które pogorszyłyby jakość cięcia.

Dodatkowe zalety silnika liniowego to mniejszy poziom hałasu, większa wydajność, brak konieczności konserwacji oraz brak stopniowego spadku właściwości dynamicznych i nieograniczone długości cięcia.



Rys. Pilarka pozioma



Drukarki wielkoformatowe - RDZENIOWE SILNIKI LINIOWE
Drukarki wielkoformatowe stosuje się do różnego rodzaju druku między innymi plakatów, w tym banerów, tapet, oznakowań na pojazdy, rysunków architektonicznych oraz schematów obwodów elektrycznych oraz wielu innych dziedzinach.

Drukarki wykorzystują zwykle jeden z wariantów technologii atramentowej. W zależności od rozmiaru druku, długości nadruku (liczby nadruków) oraz środka drukarskiego, drukarki wielkoformatowe są zwykle oszczędniejsze niż inne metody, np. sitodruk. Zamiast nadruku na poszczególnych arkuszach, drukowanie wielkoformatowe odbywa się na rolce podawanego stopniowo materiału np. papieru, tkaniny, szkła, ceramiki lub drewna.

Ponieważ oko człowieka rozpoznaje nierównomiernie rozlokowane piksele, jednym z najważniejszych kryteriów jakości drukarek wielkoformatowych jest właśnie rozmieszczenie wspomnianych pikseli. Oznacza to, że ruch drukarki musi być idealnie płynny a prędkość głowicy drukującej niezwykle stabilna. Aby to zagwarantować, większość producentów drukarek wielkoformatowych stosuje silniki liniowe zwiększające dokładność nakładania atramentu.

Rdzeniowe silniki liniowe serii TB, firmy Tecnotion charakteryzują się niskim poziomem „coggingu”, co pozwala na równomierne rozmieszczenie każdej kropli atramentu na poziomie mikronów oraz gwarantuje ruch 400-500kg głowic drukujących z przyspieszeniem 5 m/s2. Modułowa konstrukcja tych silników pozwala także producentom na dopasowanie rozmiaru maszyn poprzez proste skrócenie lub wydłużenie ścieżki magnetycznej, która w maszynach drukujących może osiągać długość do 4m.



Rys. Drukarka wielkoformatowa


Źródło: http://www.tecnotion.com


5/2017 - Seria silników momentowych.


Silniki momentowe QTR charakteryzuje niewielka wysokość osiowa oraz duży moment obrotowy. Sprawia to, że QTR łączy w sobie zalety rozmiaru i wydajności. Cechy takie jak duża średnica wewnętrzna, odprężone wyjście kablowe, wbudowane czujniki temperatury, niewielki opór termiczny oraz niewielka masa statora i rotora odróżniają silniki QTR od innych silników momentowych dostępnych obecnie na rynku.

Dysponując trzema średnicami zewnętrznymi– 105, 133, i 160mm – oraz czterema wysokościami konstrukcyjnymi, od 17mm do 60mm, seria QTR nadaje się do zastosowań w branżach półprzewodników, medycznej, obróbki mechanicznej, drukarstwa, stołów obrotowych, automatyzacji produkcji i robotyki, ciągły moment obrotowy pozostaje w zakresie od 1,7 do 48,3 Nm, a zakres prędkości wynosi od 205 obr/min do 7425 obr/min. Podstawowy zakres wartości momentu obrotowego obejmuje serię trzech średnic zewnętrznych 105, 133 i 160 mm dla największego silnika. Każda seria posiada cztery wysokości konstrukcyjne od 17 mm do 60 mm.

Wszystkie silniki posiadają wbudowane czujniki temperatury oraz izolację wysokonapięciową. Zamiast wolnych przewodów, seria QTR posiada plecione kable zasilające i kable czujników z zaciskiem odciążającym wbudowanym w obudowę statora, co zmniejsza zużycie oraz eliminuje potencjalne awarie. Na pierwszy rzut oka seria QTR wyróżnia się swoją modułową budową, co odróżnia ją od innych silników momentowych. Gwarantuje niski opór cieplny oraz bardzo dużą gęstość mocy. QTR posiada niezwykle płaską konstrukcję, dużą średnicę przepustu kablowego oraz niewielką masę statora i rotora. Wszystkie silniki posiadają wbudowane czujniki temperatury oraz izolację wysokonapięciową. Zamiast luźnych przewodów, kable zasilające i kable czujników serii QTR poprowadzono w oplotach z zaciskiem odciążającym wbudowanym w obudowę statora, co zmniejsza stopień zużycia i możliwość awarii. Technologia napędu bezpośredniego bezszczotkowych silników momentowych to doskonała metoda zwiększenia produktywności, dokładności i właściwości dynamicznych aplikacji. Technologia pozwala na obniżenie kosztów, zmniejszenie wymagań związanych z przestrzenią oraz zredukowanie zużycia eksploatacyjnego. Silniki momentowe eliminują konieczność zastosowania komponentów mechanicznego przenoszenia napędu takich jak przekładnie i paski. Zmniejsza to straty przy przenoszeniu napędu i eliminuje koszty łożone na konserwację oraz redukuje koszty związane z dodatkowymi elementami mechanicznymi. Ze względu na brak kontaktu pomiędzy rotorem a statorem nie zachodzi zużycie mechaniczne, co oznacza mniejsze wymagania w zakresie utrzymania ruchu oraz dłuższą żywotność. Seria QTR została opracowana na podstawie informacji od klientów, którzy korzystali z silników momentowych, ale nie byli zadowoleni z ich osiągów i jakości. Dzięki 25 letniemu doświadczeniu w technologii i produkcji napędów bezpośrednich w fabryce w Suzhou (China), Tecnotion może zaproponować wysokiej klasy silnik momentowy po konkurencyjnej cenie.



Rys. Silnik momentowy QTR


Źródło: http://www.tecnotion.com



12/2016 - Seminarium techniczne.



W grudniu w Rawie Mazowieckiej doszło do organizacji seminarium technicznego poświęconego silnikom liniowym pt. „Dynamika. Prędkość. Pozycjonowanie”, zorganizowanego przy udziale czterech firm: August Kuhfuss, Beckhoff, Renishaw i Tecnotion.

Tytuł seminarium doskonale wpisuje się w dzisiejszy przemysł maszynowy, który od kilku lat dynamicznie rozwija się w Polsce. Sukces producentów maszyn CNC, urządzeń, aparatury specjalistycznej zależy właśnie od tych trzech słów. W seminarium uczestniczyli czołowi producenci maszyn i urządzeń z Polski i Niemiec.

O terminie następnego seminarium będziemy informowali.

11/2016 - Nowy silnik liniowy rdzeniowy TM18 w ofercie holenderskiego producenta Tecnotion.





Czynnikiem, który ma istotny wpływ na koszt silnika liniowego są metale ziem rzadkich zawarte w magnesach permanentnych zabudowanych w ścieżce magnetycznej silnika liniowego. Z tego powodu, specjalista w zakresie silników liniowych, firma Tecnotion poszerzyła swoje portfolio o czwarty już silnik z serii TM.

Oferta firmy Tecnotion poszerzyła się o dodatkowy silnik z grupy TM – jest to najmniejsza gabarytowo grupa silników liniowych rdzeniowych w ofercie Tecnotion, a silnik TM18 jest najmocniejszym i tym samym najdłuższym silnikiem liniowym w tej grupie.

Silnik TM18 pozwala osiągnąć siły zarezerwowane dotychczas dla większych (o szerszej ścieżce magnetycznej) i tym samym droższych grup silników liniowych. W związku z tym silnik TM18 jest bardzo ciekawą alternatywą kosztową dla długich osi wykorzystujących zarówno silniki liniowe oraz ciekawą alternatywą techniczną i kosztową dla aplikacji wykorzystujących listwy zębate oraz paski zębate.

Silnik ma długość 366mm i dysponuje siła nominalną 360N i siłą maksymalną na poziomie 720N. Całkowita wysokość zabudowy to 40 mm wraz z płytą magnetyczną, a szerokość ścieżki magnetycznej to jedyne 50 mm. Dzięki wykorzystaniu dwóch sposobów nawijania cewki możliwe jest uzyskanie prędkości do 10 m/s. Użycie silnika liniowego wyklucza stosowanie przekładni, sprzęgieł, napinaczy i innych elementów mechanicznych co sprawia, że jest to rozwiązanie bardzo kompaktowe i praktycznie bezawaryjne i bezobsługowe.

Szczególnie w aplikacjach gdzie wymagany jest duży zakres pracy, czyli tam gdzie potrzebne są długie ścieżki magnetyczne silnik TM18 stanowi ciekawą możliwość redukcji kosztów. Istnieje możliwość połączenia dwóch silników jeden za drugim co podnosi siłę nominalną do 720N i siłę maksymalną do 1440N. Dzięki bardzo niskim siłom pulsacyjnym silniki rdzeniowe Tecnotion idealnie sprawdzają się w aplikacjajch takich jak druk cyfrowy, portalowe maszyny tnące czy inne apliakcje wymagajace duzej precyzcji i nadążności.


Rys. TM18 na ścieżce magentycznej TM



 Statystyki

www.000webhost.com