Servo upravljanja na strojevima

Servo upravljanja su jedno od najzahtjevnijih upravljanja strojevima. Kod ovakvog upravljanja se zahtjeva visoka točnost i velika brzina. Problematika koja se javlja je najčešće vezana uz brzinu komunikacije između pojedinih elemenata i brzina rada (obrada i izvršavanje) samih elemenata.

Na tržištu postoji više dobavljača opreme koji svaki za sebe ističe da je najbolji. Konkretno sam imao iskustva sa Lenzeom i njihovom servo opremom, pa ću stoga ovdje opisati neke od radova na razvoju višeosnih servo mašina u trvtkama u kojima sam radio. Razvoj uključuje odabir opreme i pisanje programa za sve elemente upravljanja kao i izrada električne dokumentacije.

Dva velika stroja na kojima sam radio kompleksna servo upravljanja su:

1. CNC servo stroj za motanje opruga na pipak


Motor M1 - servo motor uvlačenja žice sa getribom
Motor M2 - servo motor pipka koraka s linearnim vođenjem
Motor M3 - servo motor pipka koraka s linearnim vođenjem
Motor M4 - asinhroni motor podizanja srednjeg noža i sustava sječenja
Motor M5 - asinhroni motor podizanja srednjeg noža i sustava sječenja
Motor M6 - servo motor pipka konusa s linearnim vođenjem
Motor M7 - servo motor pipka konusa s linearnim vođenjem
Motor M8 - asinhroni motor hidrauličkog sustava
Cilindar C1 - hidraulički cilindar stezanja valjaka 1
Cilindar C2 - hidraulički cilindar stezanja valjaka 2
Cilindar C3 - hidraulički cilindar stezanja valjaka 3
Cilindar C4 - hidraulički cilindar stezanja valjaka 4
Cilindar C5 - hidraulički cilindar stezanja valjaka 5
Cilindar C6 - hidraulički cilindar sječenja gornjeg
Cilindar C7 - hidraulički cilindar sječenja doljnjeg
Cilindar C8 - hidraulički cilindar stezanja srednjeg noža

2. CNC servo stroj za motanje opruga na trn

Motor M1 - servo motor motanja žice
Motor M2 - servo motor pomicanja glave uvlačenja
Motor M3 - servo motor uvlačenja žice
Motor M4 - servo motor podizanja glave uvlačenja

Ovo je bio prikaz kako je to izgledalo na novim mašinama. Princip rada i sama struktura elemenata automatizacije je bila ista i na remontima starih strojeva. Stoga ću na njima prikazati djelove sustava i pruncip rada sa opisima.

Svi strojevi su imali 3 i više servo upravljive osi upravljane preko PLC na kojemu se je razvila aplikacija prikladnim alatom i „programskim jezikom“ IEC 61131-1. Unos podataka za algoritme proračuna na PLC izvršavao se na više oblika sučelja. Najčešći oblik sučelja je bio HMI sa ekranom osjetiljivim na dodir, a zadnje verzije programa su kao sučelje imale jednostavnije oblike industrijskih PC-eva na kojima se je izvršavao i jedan dio proračuna. Izvršni elementi su bili servo motori i različiti zračni i hidtraulični cilindri.


Raspored motora i približan izgled jednog remonta stare mehaničke mašine za motanje opruga možete vidjeti na slici dolje. Nakon remonta mašine dobivamo CNC mašinu za izradu opruga na kojoj se veoma brzo unjeti ili učitati parametri opruga bez mijenjanja i prilagođavanja mehanike.


Principna shema spajanja opreme je vidljiva na slici dolje. Ovdje se hijerarhijski vidi raspored opreme i međusobne veze pojedinih elemenata. Zbog velike brzine izvođenja procesa ovdje veliku važnost ima brzina izvođenja algoritama na elementima procesa i brzina međusobne komunikacije. Svaki servo motor na sebi ima resolvere i preko njih Servo inverter dobiva informaciju i stvarnim pozicijama i vrši korekciju uz pomoć PID regulatora pozicije i brzine.
Ovdje je samo na primjeru za jedan remont mašine prikazan pincip za 4 osi, isti princip se analogno primjenjuje i za više osi.