Masinate tootlikkus, täpsus ja säästlikkus on tehnilise konkurentsivõime aluseks

By energiatehnika Uudised Energiasääst, Tööstuse kaasajastamine, Tootlikkus, Tootmise automatiseerimine Comments Off

Masinate tootlikkus, täpsus ja säästlikkus on tehnilise konkurentsivõime aluseks

Tootmisseadme ostuhind on ühekordne kulu, kuid selle funktsionaalsusest tingitud efektiivsus annab kas konkurentsieelise või pikaaegse lisakulu.

Tootmisseadme valikul on olulised masina tootlikkus, täpsus, energiakulu jm tehnilised omadused kuna selles protsessis peitub tootja võtmekompetents. Juhtivad tootjad vahetavad tööpingid välja mõne aasta pärast, kui on saadaval uued oluliselt tootlikumad seadmed. Tootlikkus ja energiakulu sõltub enamasti peamiselt koormusest, kasutatavatest elektriajamitest ja nende juhtimise kvaliteedist. Vahel leitakse ka tehnoloogilisi nõkse, kuidas mingeid töölõike kiiremini teostada või vahele jätta.

Enamik tootmisseadmetest kasutavad elektrimootoreid, millest suurima kiiretoimelisuse, täpsuse, vähima materjali ja elektrienergia kulu tagavad püsimagnet-sünkroonmootorid.

Joonis 1: Tööpingi spindli püsimagnet-sünkroonmootorid

Tööpingi spindlimootorid peavad olema suure kiirusega – tavaliselt 6000 kuni 12000 pööret minutis. Kiirus peab olema täpselt ja kiiresti juhitav. Metalli lõikamisel on vajalik jahutusvedeliku läbi võlli juhtimise võimalus, samuti tööriista automaatne kinnitamine. Vt lähemalt nt

Kui on vaja tööorgani või detaili eriti täpset asendi-, kiiruse- või pöördemomendi juhtimist, kasutatakse kiiretoimelisi servo- ehk teenindusajameid. Servomootorite juhtkontrollerid täidavad need liikumisülesanded mängleva kergusega, ülikiirelt ja –täpselt. Servomootoreid on saada mitmekümne kilovatise võimsuseni.

Joonis 2: Servomootor ja -inverter

Lisaks on servoajamitel tohutult võimalusi liikumiste juhtimiseks, mida üldtööstuslike

asünkroonmootoritega praktiliselt täita ei ole võimalik – näiteks saab tarkvaraliselt teostada

mitmesuguseid nukk- ja ekstsentrikmehhanismide, mõõtkavas kopeerivaid ning sünkroniseeritud liikumisi, näiteks materjali täpset lõikamist selle liikumise ajal. Omavahel saab sünkroniseeritult liikuma panna praktiliselt piiramatul hulgal servoajameid. Mehhaanika oluline lihtsustumine on täiendavaks eeliseks servoajamite kasutamisel.

Servoajamites kasutatakse enamasti tugevaid, töökindlaid ja täpseid planetaarreduktoreid, millel on kiiretoimelisuse tagamiseks vähim võimalik inertsmoment ja lõtk. Täppis-planetaarreduktori väljundvõlli lõtk on mõne kaareminuti suurusjärgus, mis enamus juhtudel võimaldab töötada täiendava lõtkuvähendita.

Joonis 3: Planetaarreduktorite näiteid

Probleemid, mis on meie klientidel servoajamitega esinenud?

Praktikas, näiteks automaatliinide, robotite või tööpinkide projekteerimisel, käikulaskmisel, remondil ja moderniseerimisel esineb servoajamite rakendustes mitmesuguseid probleeme, mis nõuavad servoajamite spetsialisti teadmisi, sest servoajami võimalustes, programmides ja tuhandetes parameetrites orienteerumine on aeganõudev ja keerukas.

• Klient projekteeris automaatse tõstuki, et tõsta tooteid plastimasina juurest kaubaalusele, kuni see on täis.

Tal oli vaja 3 servoajamit, et saada liikumised X-, Y- ja Z-teljes. Masina iga telg ja selle liikumised on erinevad ning vajavad erineva võimsusega mootoreid, invertereid ja sobiva ülekandesuhtega reduktoreid. Kui mehhaanika eskiisid on valmis, saab kasutada servoajamite projekteerimise abi- ja komponentide valiku programme, nt https://productfinder.lenze.com/dsc-core/index.jsp valige ülalt „Basic sizing“

• Plasttoru tootmisel kasutatakse toruvedajat, mis toetab toru külgedelt kuuest suunast ja tõmbab seda välja jahutussõlmest.

Vaja on väga sujuvat ja täpset tõmbamist, et toru paksus tuleks ühtlane. Vaja on 6 servoajamit, mis liiguvad kogu aeg täpselt ühesuguse kiirusega. Servoajamid, millest üks on ülem ja teised alluvad, seotakse kokku sünkroonjuhtimise võrku (axis bus).

• Arvjuhtimisega tööpinkide tootjal on vaja mitmeid servoajameid juhtida G-koodiga, mis moodustatakse vastava tarkvaraga detaili 3mõõtmelisest arvutijoonisest.

G-koodi fail salvestatakse nt üle interneti CNC kontrollerisse, mis teisendab selle servokontrolleritele
mõistetavateks juhtimiskäskudeks ja edastab neid vajaliku ajastusega nii, et saadakse täpselt vajaliku kujuga detail.

• Sagedusjuhtimisega ja servoajamites kasutatakse varjestatud mootori- ja enkooderikaableid, et vältida signaalide häiringuid.

Sageli peab mootor ka ise masina suhtes liikuma. Seljuhul tuleb kasutada spetsiaalseid robotikette ja robotikaableid, mis taluvad purunemata miljoneid painutusi. Ka servomootorite pistikud on enamasti erilised, kõrge kaitseastmega ja nende paigaldamiseks on vaja kalleid eritööriistu.

• Kõik masinad võivad ohustada inimest või vara.

Kõige levinumad on mehhaanilised ja
elektrilised ja termilised ohud. Seetõttu on direktiivide, seaduste ja standarditega kehtestatud ranged ohutusnõuded, mida tuleb masina tootjatel täita. Esimeseks sammuks on kõigi antud masinaga seotud ohtude välja selgitamine ehk riskianalüüs. Seejärel tuleb leida tehnilised võimalused, kuidas lubamatuid riske maandada.

• On olemas standardid, mille alusel leitakse riskide põhjal masina nõutav ohutustase.

Selle alusel saab projekteerida masinale nõuetekohase ohutussüsteemi ning arvutada kasutatud
osade andmete järgi ohutussüsteemi töökindluse. See peab olema suurem, kui minimaalselt
antid ohutustasemele nõutud.

Kõigi nende jmt probleemidega võite julgesti pöörduda Energiatehnika OÜ poole. Meil on
servoajamite tootjate Lenze ja Delta Electronics juures põhjaliku väljaõppe saanud ja kogenud ajamiinsenerid, kes oskavad ja saavad teid aidata, et teie masin oleks konkurentidest kiirem, täpsem ja säästlikum.

Artiklid