חברת מיצובישי אלקטריק השיקה לאחרונה מערכת סרוו המתקדמת ביותר בעולם. מיצובישי עושה שימוש בחומרים מאיכויות גבוהות במיוחד, יחד עם השיפור הטכנולוגי בבקרי הסרוו הצליחה לשפר את נצילות המנועים ובכך להקטינם פיזית כל זאת תוך כדי שמירה על התקנים המחמירים.
בין היתר שמה לה למטרה להרחיב את השימוש בחומרים ידידותיים לסביבה, ויחד עם הגדלת נצילות המערכת מציבה אותה בראש רשימת החברות העונים לדרישה של עולם ירוק יותר וחסכון באנרגיה.
האינקודר האבסולוטי של המנוע הועלה מ-18 ביט ל-22 ביט ובכך מקבלים מערכת עם רזולוציות גבוהות של למעלה מ-4000000 (4 מיליון) פולסים לסיבוב!!!!
רמות הדיוק הגבוהות, השבחת האלגוריתמים הפנימיים הגדלת מהירות התקשורת ומעל לכל אמינות המוצרים, ושוב מיצובישי אלקטריק בראש כחברה המעמידה אתגרים למתחרותיה.
שיפורים אלו איפשרו למיצובישי לפתח אלגוריתמים מיוחדים של הקטנת ויברציות מכניות, (נבחן זאת בהמשך המאמר) ועוד שיפורים כמו מערכת עקיבה עקומות קאם ועוד.
כאמור הצליחה מיצובישי להקטין את גודל המנועים ב-30% עובדה המאפשרת התקנה של מנועים בעלי מומנט גבוהה במקומות צרים וקטנים.
איור 1
איור 2
איור 3
MR-J4XX-B
סדרת הבקרים העובדים עם תקשורת סיבים אופטיים שופרה בצורה בלתי רגילה כאשר נעשה שימוש ב-sscnet III/H מהירות התקשורת עלתה להישג מרשים של 150Mps (מגה ביט לשניה) הדבר מציב את הציוד בראש הפירמידה.
רוחב הסרט של 2.5 קילוהרץ הוא הגבוה ביותר הקיים בשוק
האלגוריתמים הפנימיים מאוד מתקדמים – “מכונת בקרת סרוו גרפית“
אלגוריתמים להקטנת ויברציות העומס הקטנת ויברציות זרוע.
אינקודר אבסולוטי 22 ביט כסטנדרט.
ולכן נקבל דיוקים מאוד גבוהים.
איור 4
איור 5
באיור 1 נראית מערכת הנעה בעלת ציר יחיד. בתצורה הרגילה נבחין כי להתקן המכני (במקרה זה שולחן) נקבל ויברציות הן על הזרוע הארוכה – מדמה זרוע רובוטית או מערכת קרטזית בישומי לקיחה והשמה ועוד, כמו כן נבחין שגם השולחן עצמו (בסיס המכונה) מקבל ויברציות ועשוי להכנס לתנודה בעוצמות ובתדירויות שעלולים להפריע לפעולתו התקינה של ההתקן. תנודות אלו הם תוצאה ישירה של תאוצות ותאוטות מערכת ההנעה מומנט האנרציה נקודות חופש מכניות וכוליי.
איור 6
איור 7
לבקר הסרוו מסדרה זו יש יכולת ללמוד את התנודות הללו ולבצע בקרה חכמה ע”י התאמת ויברציות הפוכות במופע ובעוצמה ובכך להקטינם למינימום, עיקרון התאבכות הגלים מיושמת כאן בגלל השימוש ברזולוציות הגבוהות ומהירות עיבוד הנתונים. ללא ספק בישומים רבים ניתן לממש מערכות מסוג זה ובכך למנוע את אותם “רעידות” המפריעות לנו בתהליכי הייצור.
בדוגמא הנראית באיור 2 נממש שילוב של מומנט ומהירות. בישומים רבים בתעשיה נראה כי שימוש במערכות פניאומטיות והידראוליות גורמות ל”כאב ראש” לא קטן במיוחד כאשר רוצים לקבל תגובות מהירות דיוק בתנועה ויחד עם זאת לקבל בקרת כוח קבוע או משתנה בהתאם לצורך. המעבר מבקרת מהירות לבקרת מומנט ואו להיפך לא רק שלא היה מדוייק אלא יצר “תופעת מעבר” שהורגשה כמכה מכנית או איבוד מיקום, בסדרה זו של הבקרים הושם דגש רב על “בעיות המעבר” ממוד עבודה אחד למישנהו.
השילוב של בקרת מהירות מומנט עובד ללא כל בעיה בזכות היכולת המהירה של המערכת ל”החליף” מוד עבודה אחד בשני למשל כאן אנו רואים מערכת הנעה בבקרת מהירות המביאה את יחידת הלחיצה המחוברת לציר עד לחלק. ברגע הנגיעה עוברת המערכת לבקרת מומנט ומפעילה את הכוחות הרצויים בהתאם לדרישה.
באיור 3 ניתן לקבל מידע עבור השיפור במהירות התקשורת ששולשה ביחס לקודמתה ללא ספק הביצועים והדיוקים מושפעים ישירות, היתרון הגדול של השימוש בסיבים האופטיים הוא שאין המערכות מושפעות כלל מרעשים ובנוסף לכך רשת תקשורת זו יציבה ביותר.
באיורים 4,5 ניתן להשוות את מהירות התקשורת של הסיבים האופטיים ביחס למערכות החדשות ההשפעה של מהירות התקשורת באה לידי ביטוי הן ביכולות שלנו לבצע תהליכים מהירים יותר והן בקבלת רמות דיוק גבוהות.
זמן המחזור שופר מ-0.44 מילי שניות ל-0.22 מילי שניות.
באיור 6 ניתן לראות מערכת המשלבת בקרי סרוו ובקרי תדר המשולבים יחד במכונת דפוס כאשר כל וסתי המהירות ובקרי הסרוו מחוברים לפס צבירה של מתח ישר למערכת יישור אחת.
יתרונה הגדול של מערכת מסוג זה היא היכולת שלה להחזיר אנרגיה עודפת לחברת החשמל ובכך להקטין את עלויות החשמל, בין היתר בהתקנה הראשונית החיסכון הוא בהפחתת מרכיבי המערכת מאחר וכולם משתמשים באותו ספק כוח.
במיקרים כאלו מערכת הגלילה “שואבת” אנרגיה ממערכת המסירה מאחר ומערכות המסירה על פי רוב עובדות בבלימה עלמנת לשמור על מתיחות קבועה.
בצורה כזו ניתן לחבר מספר רב של מערכות, בבקרי הסרוו החדשים מיצובישי הציבה את נקודות החיבור של המתח הישר לשימוש הלקוחות בתצורה זו.
בזכות תכונות אלו, המערכות מהירות יותר הנצילות גבוהה יותר התקשורת באמצעות סיבים אופטיים מימדים קטנים יותר האלגוריתמים המיוחדים כפי שציינתי מביאות בסופו של דבר מכונות עם ביצועים מדוייקים מכונות מהירות יותר אמינות יותר מציבות מכונות ברמה אחרת (ראו איור 7). לסדרת בקרי הסרוו ישנם שלושה משפחות מנועים הנבדלים בעיקר על פי מומנט האנרציה הספקים ובמתח העבודה.
- HG-KR Low inertia From 50W up 750W 3000/6000 rpm. 200V 350% peak torque
-HG-MR Very low inertia From 50W up 750W 200V
-HG-SR Medum inertia From 450W up 7kW 2000/3000 rpm. 200V and 400V
לסיכום ניתן לומר כי מערכות אלו עונות על מגוון רחב ביותר של דרישות הלקוחות ממערכות פשוטות ביותר ועד למערכות מדוייקות בטווח של המיקרו. התוכנה בעלת כלי ניתוח ופיתוח מהמתקדמים ביותר בשוק ומאפשרים למתכנן לבצע סימולציה עוד בטרם הייצור ועיבוד החלקים.
החיסכון הכספי לטווח הארוך וקיצור שעות ההנדסה הם יתרון גדול למתכנן. חשוב לציין כי השימוש בתקשורת הסיבים האופטיים מאפשר יציבות ואמינות של הרשת לשנים רבות.
מאת: Moshe Sherf, Sherf Motion Technologies
