EtherCAT автобусы қосылған сервоэлектрлік цилиндрлер: көп осьті синхрондау дәлдігі мен жобаны жеткізу тиімділігін арттырыңыз

Көптеген модельдеу сынақ қондырғылары және 6‑DOF қозғалыс платформалары дәл көп осьті үйлестіруді талап етеді. Көптеген жобалар аппараттық тексеруден өтеді, бірақ қанағаттанарлықсыз динамикалық өнімділік береді. Негізгі себеп жиі электр цилиндрлерінің итеру, соққы немесе жылдамдық емес, байланыс шинасы болып табылады.

Дәстүрлі импульстік / Modbus‑RTU басқаруының кемшіліктері

Импульсті басқару немесе Modbus‑RTU әлі де бірнеше жетектерді басқару үшін шығындарға байланысты кеңінен қолданылады, бірақ олар өнімділігі жоғары жүйелер үшін айқын шектеулер әкеледі:

1. Синхронизацияның үлкен ауытқуы. Кідіріс көбірек осьтермен жинақталады. Синхрондау қатесі ондаған миллисекундтарға жетуі мүмкін, бұл 6‑DOF платформаларында сілкініс пен қатынастың ауытқуын тудырады.

2. Ауыр сымдар жұмысы. Импульсті басқару әрбір ось үшін бөлек сымдарды қажет етеді. 6 осьті жүйе үлкен кабельдермен бірге келеді, бұл орнату және ақаулықтарды жою жұмыс жүктемесін арттырады.

3. Ұзақ іске қосу циклі. Параметрлерді ось бойынша қолмен реттеу қажет, кейде үлкен қозғалыс жүйелері үшін апталар қажет.

4. Шектеулі кері байланыс. Нақты орын, жүктеме және температура деректерін нақты уақытта оқу мүмкін емес, бұл ақаулықты ертерек ескертуге аз мүмкіндік береді.

EtherCAT негізіндегі сервоэлектрлік цилиндрлердің негізгі артықшылықтары (зертханалық сынақ деректері)

Native EtherCAT нақты уақыттағы автобус сервоцилиндрлері көп осьті жүйелер үшін сенімді шешімді қамтамасыз етеді. 6-осьтік конфигурацияға арналған зертханалық сынағымыз мыналарды көрсетеді:

• Циклды синхрондау уақыты: 1 мс, көп осьті синхрондау қатесі ＜ 100 мкс

• Тізбектелген ондаған жетектерді қолдаңыз, бұл сымдарды айтарлықтай азайтады

• Екі жақты нақты уақыттағы деректер: контроллерге жіберілген позиция, күш, ток және ақаулық кодтары

• Негізгі қозғалыс контроллерімен, тірек позициясымен, жылдамдықты және күшті басқару режимдерімен үйлесімді

6‑DOF қозғалыс платформаларына қолданғанда, алты сервоэлектрлік цилиндр EtherCAT арқылы тығыз үйлестіреді. Күйді ауыстыру, турбуленттілік симуляциясы және жоғары жиілікті кері қозғалыстар жоғары қайталану мүмкіндігімен біркелкі жұмыс істейді. Бұл шешім сонымен қатар төзімділік сынағы стендтері мен дірілді модельдеу жабдықтарына сәйкес келеді.

Жобаны жүзеге асырудың үш негізгі қатесі

1. Жергілікті EtherCAT жетегі бар жетектерді таңдаңыз. Кейбір өнімдер EtherCAT іске асыру үшін сыртқы түрлендіру модульдеріне сүйенеді. Түрлендіру модульдері қосымша кідіріс пен тұрақсыздықты енгізеді. Дәлдігі жоғары көп осьті жобалар үшін контроллер деңгейіндегі жергілікті EtherCAT CoE қолдауы бар сервоцилиндрлерді таңдаңыз.

2. Контроллер мен автобус параметрлерін сәйкестендіреді. Жалғыз жабдық жоғары синхрондау өнімділігін қамтамасыз ете алмайды. Қозғалыс контроллері EtherCAT CoE қолдауы керек. Синхрондау қатесін мақсатты ауқымда сақтау үшін дұрыс бөлінген тұрақты тұрақты сағатты орнату және қажетсіз фондық хабарларды өшіру қажет. Көптеген жобалар осы конфигурация қадамында сәтсіздікке ұшырайды.

3. Кабельдерді және өрісті орнатуды стандарттау Өнеркәсіп алаңдарында электромагниттік кедергі автобустың тұрақтылығына зиян келтіреді. Экрандалған өнеркәсіптік Ethernet кабельдерін пайдаланыңыз, жоғары қуатты кабельдермен қатар жүрмеңіз. Ұзақ қашықтықтағы тізбек орналасуына қайталағыштарды қосқанда кідіріс әсерін бағалаңыз.

   

Нақты әлемдік жоба анықтамасы

Бір симуляциялық жүйе интеграторы импульсті басқарылатын электр цилиндрлерін пайдаланып 6‑DOF платформасын жасады. Құрылғы жоғары жылдамдықтағы қозғалыс кезінде ығысуды жасады және ұзақ уақыт бойы баптауды талап етті. EtherCAT сервоэлектрлік цилиндрлік ерітіндіге ауысқаннан кейін:

• 90 мкс ішінде басқарылатын көп осьті синхрондау қатесі

• Дала сымдарының жұмыс жүктемесі 60%-ға қысқарды

• Жалпы пайдалануға беру мерзімі 14 күннен 4 күнге дейін қысқарды

• Нақты уақыттағы ось бойынша жүктемені бақылау ерте шамадан тыс жүктеме туралы ескертуді қосады

Қорытынды

Тарту, инсульт және жылдамдық сервоэлектрлік цилиндрлердің көрінетін сипаттамалары болып табылады. Автобустың байланыс мүмкіндігі көзге көрінбейтін, бірақ шешуші фактор болып табылады. Жоғары синхрондауды қажет ететін 6-DOF платформалары мен көп осьті сынақ қондырғылары үшін жергілікті EtherCAT сервожетектері байланыс деңгейінен діріл, десинхронизация және ұзақ іске қосу циклдерін шеше отырып, ұзақ мерзімді пайдалану және техникалық қызмет көрсету құнын төмендетеді.