伺服移动灯制造

由于鲁棒伺服电机的设计，运动控制正在渗透新的应用。

制造业长期以来一直是自动化省，运动控制在包装中建立强大的立足点。但是，运动控制不仅仅是包装。由于今天的强大的伺服伺服系统和提供智能组件和系统范围的通信，运动控制正在进入各种非传统应用。

“制造业处理中的伺服系统在过去几年中，在易用性和可靠性方面，在过去几年中跳跃了一些量子跳跃，”系统集成商总裁Rosser Pryor说工厂自动化系统公司(亚特兰大,乔治亚州)。“很多过去不会使用伺服系统的人发现，他们所有的系统在技术上都变得越来越复杂。”

当然，制造环境是一个苛刻的环境。在运动控制中实现速度和精确目标是挑战，但在工厂中，系统集成商必须在电子噪音，污染，热量和其他危险中运行时，系统集成商必须达到苛刻的性能目标。

噪音
在一个典型的工厂车间里，机械设备和电缆到处都是，电子噪声对精确电信号的通信是一个无处不在的障碍。“你必须考虑初始设计，比如将反馈电缆与电源线分开，”麦迪逊·斯蒂德曼(Madison Steadman)说，他是机器制造商和系统集成商ABCO自动化公司(Brown Summit, North Carolina) C&SI部门的技术负责人。“如果你必须穿过它们，那就以90度的角度穿过它们。”

他说，遵循制造商的安装指南一般会导致良好的结果。当然，它并不总是如此削减和干燥。通常，电缆需要连接的连接器;剥离太多屏蔽了过程中的电缆，你有问题。“噪音抑制和接地是一种科学和艺术，”普莱尔说。“电工可以完全相同的方式安装十个伺服和电线。其中九个将完美地工作，第十个将有一个噪音问题。“

一种选择是使用光纤电缆传输数据，如编码器反馈。光纤并不是一个通用的解决方案，例如，它不能用于驱动电机，但在适当的情况下，光信号提供了抗噪声。然而，电缆本身可能很脆弱，因为细玻璃纤维在受到反复弯曲或在狭窄的角落弯曲时可能会断裂。

通用电气发那科自动化公司(弗吉尼亚州夏洛茨维尔)的运动产品经理Paul Derstine说，还有其他选择，比如塑料光纤。它往往比玻璃版本有更高的损耗，但根据应用，它可以是一个很好的选择。他指出:“在较短的距离上，塑料纤维可能工作得很好，相对于操控而言更耐用。”

耐用性很重要，因为布线往往是运动控制系统中最常见的故障点。电缆在导管中很少受到电动机，这意味着如果一部分落下带或熔融玻璃或金属溅射，则布线可能损坏。

热和尘埃
这样的例子仅用于强调电子噪声远非唯一的环境问题。热，湿度，甚至导电灰尘都可以是一个问题。

在诸如用于熔融金属或玻璃加工的极端环境中，部件受到极端温度的影响。虽然热身本身可能不是电动机的问题，但是可以是热循环，特别是如果涉及湿度。如果水蒸气进入电机并且温度下降，则可以在电机中产生真空，导致它吸入污染物。

这不一定是电机的关注，这是相当强大的，但它可能是控制器和驱动器等电子元件的问题。然后选择是否尝试用电机将这些组件密封或将它们全部放入机柜中并运行电缆电缆。问题是，通常为有限距离指定了布线 - 运行电缆太远，危及性能。

“总有一个权衡，”普莱尔说。“你把控制器放在界线附近，你把它带到了电机，还是你在一个控制室里把它孤立在自己的小茧中吗？没有一个很好的答案为此 - 您必须考虑您的环境，伺服品牌，尺寸，电缆的成本与建立一个将近线的面板的成本，等等。“

如果环境过热或太潮湿，则控制器和驱动器电子器件可能会出现问题。“我们总是在超出温度或水分外的边缘，”普莱尔说。“在我们的经验中，因为我们经常与热或潮湿的环境一起工作，智能电机经常出现问题。”

也就是说，他是集成电机的粉丝，他说可以最大限度地减少接线头痛。缺点是它们往往更大，这意味着它们不适合具有有限空间的应用。“还有一个更有限的选择，”他补充道。“往往没有25种不同的尺寸，扭矩和速度变化。”

Customer-Eye视图
Steadman说，Abco已经建造了从包装板来处理洗碗机的硬木地板的所有东西的运动控制系统。客户已稳步习惯于伺服和新趋势，如网络和分布式控制。“人们认识到需要跟上技术，”他说。当他们开始使用该技术并看到好处时，伺服伺服件将变得更加可供选择。而不是说，“我们不会这样做，因为这需要伺服，”他们在说，“我们在这个系统上有伺服。也许我们可以进一步注意我们关注的一些灵活性或速度或精确问题。“

健壮性和易于操作和维护促进了这一过渡，他指出。客户希望在他们的系统中安装伺服电机，但他们不想在每次出现问题时都把系统集成商或机器制造商拉出来。他们希望能够打电话给当地的零部件供应商，自己更换或修改零部件。用户友好性是关键。

普赖尔表示同意。“过去，伺服系统通常在制造工厂能够处理的极端情况下失灵。我们发现，通过使用与plc(可编程逻辑控制器)集成良好的伺服品牌，然后设计具有故障诊断、内置显示和设置位置或调整的预编程方法的系统，我们可以使伺服仅仅比PLC或任何客户习惯的东西更难处理一点。这是我们的目标之一:使伺服系统友好，易于与工厂操作使用。”

现实世界中的伺服
普雷斯和他的小组使用伺服电机来更换液压线性执行器，可指定连续木材工艺压力机。使开关成为50 kW伺服电机消除了液压机清洁周期的典型停机时间，尽管该过程并不差。“环境中有相当大量的热量和颗粒污染物，”他说。“我们在压头轴上使用空心轴变速箱，我们实际上是转动的。优点是我们摆脱了始终需要维护的液压系统。节能，新系统更可靠。“

运动控制提供的灵活性是另一个优势，从气动/液压执行器切换到伺服电机。能够调整电子定位与手动调整硬停止是一个遥远的距离，和一个必要的灵活性在今天的市场。

“这都是准时制生产和减少库存的一部分，”普莱尔说。“制造商希望生产更小的批量，而伺服应用程序允许更快的设置。”他提到了最近建立的一个处理和包装卡车刹车片的系统。零件出售在一个单一的纸箱，包含前和后刹车片。使用伺服电机，机器首先生产，然后包装的产品，一个纸箱一次。“机器会先磨一个零件的五个，然后再磨另一个零件的五个。实际上我们每五个零件就换一次零件号。在伺服系统应用到磨床上之前，这是不可能的。”

防爆伺服电机的可用性允许ABCO采取专为清洗环境设计的灌装机，并将其移动到新市场。“这是相同的填充申请，但我们从清洗环境中取得了防爆环境，”Steadman说。“我们能够将它带到新的应用程序和新行业。”

前进，Steadman预计会看到运动和视觉系统之间的集成程度增加。“机器人，愿景和运动从艺术形式盛开到产品，”他说。“当视觉系统找到它寻找的东西时，您通常想要对此进行一些事情。您可以与机器人和愿景这样的其他技术结婚，以便我们以一种我们不会在传统上进行的方式解决一些应用程序。“

感谢Go To Matt Dahlen的Kim自动化（奥斯汀，德克萨斯州）的额外输入。