EtherCAT Bus-kompatibilis szervo elektromos hengerek: Növelje a többtengelyes szinkronizálási pontosságot és a projektteljesítés hatékonyságát

Számos szimulációs tesztberendezés és 6-DOF mozgási platform precíz többtengelyes koordinációt igényel. Jó néhány projekt átmegy a hardverellenőrzésen, de nem nyújt kielégítő dinamikus teljesítményt. A kiváltó ok gyakran a kommunikációs busz, nem pedig az elektromos hengerek tolóereje, lökete vagy sebessége.

A hagyományos impulzus / Modbus-RTU vezérlés hátrányai

Az impulzusvezérlést vagy a Modbus-RTU-t még mindig széles körben alkalmazzák több működtető egység meghajtására költség okokból, de nyilvánvaló korlátokat szabnak a nagy teljesítményű rendszerek számára:

1. Nagy szinkronizálási eltérés. A késleltetés több tengellyel halmozódik fel. A szinkronizálási hiba több tíz milliszekundumot is elérhet, ami rázkódást és helyzeteltolást okozhat a 6-DOF platformokon.

2. Nehéz vezetékezési munka. Az impulzusvezérlés minden tengelyhez külön kábelezést igényel. A 6 tengelyes rendszer hatalmas kábelekkel érkezik, ami növeli a telepítési és hibaelhárítási munkaterhelést.

3. Hosszú üzembe helyezési ciklus. A paramétereket tengelyről tengelyre manuálisan kell beállítani, ami néha hetekbe telhet nagy mozgású rendszerek esetén.

4. Korlátozott visszajelzés. A tényleges pozíció, terhelés és hőmérséklet adatok nem olvashatók valós időben, így kevés esély marad a korai hibajelzésre.

Az EtherCAT-alapú szervo elektromos hengerek fő előnyei (laborvizsgálati adatok)

A natív EtherCAT valós idejű busz szervohengerek megbízható megoldást kínálnak a többtengelyes rendszerek számára. A 6 tengelyes konfigurációra vonatkozó laboratóriumi tesztünk a következőket mutatja:

• Ciklus szinkronizálási idő: 1 ms, többtengelyes szinkronizálási hiba ＜ 100 μs

• Támogatja a több tucat láncos működtetőt, drasztikusan csökkentve a vezetékezést

• Kétirányú valós idejű adatok: pozíció, tolóerő, áram- és hibakódok továbbítva a vezérlőhöz

• Kompatibilis a mainstream mozgásvezérlőkkel, támogató pozíció-, sebesség- és erőszabályozási módokkal

Ha 6-DOF mozgási platformokra alkalmazzák, hat elektromos szervohenger szorosan koordinál az EtherCAT-en keresztül. Az attitűdváltás, a turbulencia szimuláció és a nagyfrekvenciás oda-vissza mozgások zökkenőmentesen, nagy ismételhetőség mellett működnek. Ez a megoldás a tartóssági próbapadokhoz és a rezgésszimulációs berendezésekhez is illeszkedik.

Három kulcsfontosságú buktató a projekt megvalósításához

1. Válasszon natív EtherCAT meghajtóval rendelkező aktuátorokat Egyes termékek külső konverziós modulokra támaszkodnak az EtherCAT megvalósításához. A konvertáló modulok extra késleltetést és instabilitást eredményeznek. A nagy pontosságú többtengelyes projektekhez válasszon vezérlőszintű natív EtherCAT CoE támogatással rendelkező szervohengereket.

2. A vezérlő és a busz paramétereinek egyezése A hardver önmagában nem garantálja a magas szinkronizálási teljesítményt. Az Ön mozgásvezérlőjének támogatnia kell az EtherCAT CoE-t. Megfelelő DC elosztott órabeállításra és a szükségtelen háttérüzenetek letiltására van szükség ahhoz, hogy a szinkronizálási hiba a céltartományon belül maradjon. Sok projekt meghiúsul ebben a konfigurációs lépésben.

3. Kábelek szabványosítása és helyszíni telepítés Az ipari telephelyeken az elektromágneses interferencia károsítja a busz stabilitását. Használjon árnyékolt ipari Ethernet-kábeleket, kerülje a nagy teljesítményű kábelek melletti futást. Értékelje a várakozási idő hatását, amikor ismétlőket ad hozzá a hosszú távú láncszemű elrendezéshez.

   

Valós projektreferencia

Az egyik szimulációs rendszerintegrátor 6-DOF platformot épített fel impulzusvezérelt elektromos hengerek felhasználásával. Az egység nagy sebességű mozgás esetén helyzeteltolást produkált, és hosszadalmas helyszíni hangolást igényelt. A natív EtherCAT szervo elektromos hengeres megoldásra való váltás után:

• Többtengelyes szinkronizálási hiba 90 μs-on belül szabályozva

• A terepi vezetékezési munkaterhelés 60%-kal csökkent

• A teljes üzembe helyezési időszak 14 napról 4 napra csökkent

• A valós idejű tengelyenkénti terhelésfigyelés lehetővé teszi a túlterhelés korai figyelmeztetését

Következtetés

A tolóerő, a löket és a sebesség a szervo elektromos hengerek látható specifikációi. A buszos kommunikációs képesség láthatatlan, de döntő tényező. A nagy szinkronizálást igénylő 6-DOF-platformok és többtengelyes tesztberendezések esetében a natív EtherCAT szervo-aktorok megoldják a kommunikációs rétegből származó vibrációt, deszinkronizálást és hosszú üzembe helyezési ciklusokat, csökkentve a hosszú távú üzemeltetési és karbantartási költségeket.