Подавление вибрации значительно сокращает время стабилизации.

При высокоскоростной операции захвата и перемещения время на регулировку является врагом производительности.Скорость имеет важное значение для сборки больших объемов.Однако скорость также создает проблемы.

Например, при операции подъема и размещения быстрое перемещение из стороны в сторону и остановка на минутке вызывает вибрацию.Чтобы подобрать или разместить деталь с какой-либо точностью, станок должен остановиться хотя бы на долю секунды, пока вибрации не прекратятся.Это известно как время установления, и при больших объемах операций эти миллисекунды могут суммироваться.

Рассмотрим короткую операцию захвата и размещения: 200 миллиметров в поперечнике, 100 миллиметров вниз и обратно.Каждое горизонтальное перемещение занимает 0,5 секунды с временем стабилизации 0,05 секунды, а каждое вертикальное перемещение занимает 0,2 секунды с временем стабилизации 0,05 секунды.Это соответствует 1,6 секунды на деталь, 37,5 частей в минуту или 2250 частей в час.Если каждая деталь стоит 0,1 доллара, операция приносит доход в 225 долларов в час.

Если время стабилизации можно сократить с 0,05 до 0,004 секунды, та же самая операция захвата и размещения теперь будет занимать 1,416 секунды.Это соответствует 42,37 частей в минуту или 2542 частях в час.Теперь та же операция приносит доход в размере 254,24 доллара в час — на 29,24 доллара больше.При работе в две смены, работающей шесть дней в неделю, экономия всего 0,184 секунды на времени расчетов приводит к дополнительному доходу в 140 353 доллара США в год!

Инженеры по автоматизации могут решить проблему вибрации и резонанса машин несколькими способами.С механической точки зрения они могут спроектировать машину с прочными компонентами, жесткими допусками и минимальным люфтом.

В общем, необходимо, чтобы двигатель был как можно ближе и плотнее связан с нагрузкой.Вы хотите свести к минимуму механическое соответствие в вашей системе.Любая движущаяся часть между валом двигателя и нагрузкой, например муфта или редуктор, вызывает податливость.Все эти компоненты подвержены нагреву, трению и износу.

Инженеры также могут решить проблему электронным способом через усилитель в системе с сервоприводом.

Фильтры — один из способов сделать это.Фильтры нижних частот ослабляют вибрации в диапазоне от 1000 до 5000 герц.Режекторные фильтры контролируют вибрации в диапазоне от 500 до 1000 Гц.

Проблема с фильтрами в том, что они ограничивают вашу пропускную способность.Это ограничивает то, насколько точно вы можете настроить систему.

Еще один способ решения проблемы — подавление вибрации.Сервоусилитель Yaskawa Sigma-5 имеет уникальный алгоритм именно для этого.Алгоритм может подавлять вибрации частотой 50 Гц и менее без ущерба для полосы пропускания.

Ключом является 20-битный энкодер высокого разрешения, соединенный с серводвигателем.Благодаря более чем 1 миллиону отсчетов за один оборот вала двигателя энкодер может обнаруживать даже небольшие вибрации, передаваемые через ремень или шарико-винтовую передачу.

Алгоритм принимает сигналы скорости и крутящего момента от энкодера и настраивает командный сигнал для движения.Допустим, вы управляете обычным трапециевидным профилем — разгонитесь, бегите с определенной скоростью, а затем остановитесь.Усилитель будет следовать заданному движению настолько точно, насколько это возможно.Но во время движения всевозможные вибрации будут пытаться сбить мотор с пути.Алгоритм подавления вибрации знает форму волны этой вибрации и настраивает командный сигнал в противоположном направлении, по существу нейтрализуя его.

Подавление вибрации значительно сокращает время стабилизации, что приводит к увеличению производительности.Это также позволяет инженерам проектировать меньшие по размеру и более легкие механизмы, что снижает общую стоимость машины.

Меньшая вибрация также означает меньший износ машины.Ваша машина будет работать более плавно и тихо и, в конечном итоге, прослужит дольше.