Публикация пресс-релизов Поиск по компании
Решения, технологии, стандарты Рынок, отрасль, люди Основы
Отменить подписку Подписка
Производители Системные интеграторы Дистрибьюторы
Продукты месяца Поиск по категории Добавить продукт
Добавить мероприятие
Добавить вакансию Специалисты по АСУ ТП, КИП Специалисты по электротехнике, энергетике Главные инженеры, технологи, электрики Менеджеры по продажам, консультанты, другое
Технические требования Публикация статей Публикация пресс-релизов Media Kit 2014
 


 

Решения, технологии, стандарты - статьи Ua.Automation.com

Мехатроника в действии. Компактный портальный манипулятор Festo EXCM

Мехатроника в действии. Компактный портальный манипулятор Festo EXCM

Портальный манипулятор или двухкоординатный привод?

Задачи автоматизации работы с небольшими объектами в настоящее время предъявляют все больше требований к системам перемещения. Компактность размеров, высокая динамика, простота обращения, точность – востребованы все больше и больше. А поскольку весьма часто требуются перемещать объекты и инструменты не по одной, а сразу по нескольким координатам, компания Festo выпустила готовое решение для перемещения в плоскости: EXCM – компактный H-портал. Что же это: портальный манипулятор или двухкоординатный привод? С одной стороны – это готовый к установке манипулятор, способный перемещать каретку в двух координатах, а с другой стороны – это двухкоординатный привод, поскольку интерфейсы его управления и способы задачи точек на позиционирование полностью повторяют возможности линейных и поворотных приводов Festo с одной лишь разницей, что позиционирование происходит по двум координатам сразу.
 
Варианты и типоразмеры EXCM
 
Портальный манипулятор EXCM представлен в двух вариантах: EXCM-10 – с направляющими скольжения и единым алюминиевым основанием, EXCM-30 – с шариковыми направляющими и портальной конструкцией в чистом виде.
 
 
Рис. 1. EXCM-10 – нагрузочная способность 0,5 кг, направляющие скольжения
 
 
Рис. 2. EXCM-30 – нагрузочная способность 3 кг, шариковые направляющие
 
Н-портал EXCM-10 имеет фиксированную ширину и соответственно фиксированный ход по оси Y – 110 мм. По оси X для этого типоразмера возможно выбрать 6 фиксированных вариантов хода: 150, 260..700 мм. Н-портал EXCM-30 имеет больше гибкости при выборе размера рабочего поля. По оси Y возможно выбрать 6 фиксированных вариантов хода: 110, 160..360 мм, а по оси X возможно выбрать произвольное значение от 90 до 700 мм.
 
Портальный манипулятор EXCM-10 поставляется с полностью интегрированной системой управления и двигателями, закрепленными сразу на корпусе. EXCM-30, в свою очередь, является модульным продуктом, который также стандартно комплектуется установленными двигателями и отдельно стоящим контроллером, но его можно сконфигурировать более гибко.
 
Конструкция и комплектация EXCM
 
Благодаря использованию принципа параллельной кинематики в основе Н-портала EXCM удается одновременно достичь компактных размеров, высокой динамики и сниженного энергопотребления. Посмотрим, как этого удается достичь.
 
Принцип действия и конструкция
 
Н-портал EXCM построен по принципу параллельной кинематики, т.е. к выходному звену походит не одна, а несколько кинематических связей. В случае с Н-порталом данный принцип реализуется следующим образом: неподвижные двигатели передают крутящий момент на приводные шкивы, которые работают на один зубчатый ремень. Зубчатый ремень проходит по периметру портала, огибая букву «Н» (отсюда и название H-портал).  С одной стороны ремень зафиксирован на каретке, а с другой проходит свободно. Таким образом, управляя взаимосвязано вращением двигателей можно получать свободное позиционирование в рамках рабочего поля (задавать можно позиции, направление перемещения, скорости, ускорения, а при наличии более интеллектуального контроллера и траектории движения). Уменьшение подвижной массы (на портальной балке нет двигателей и сопутствующих элементов), а также использование сразу двух двигателей для перемещения позволяет повысить динамику.
 
 

Рис. 3,4. Принцип действия Н-портала. M1- двигатель 1, M2- двигатель 2.

Конструкция манипулятора включает в себя: алюминиевое основание, линейные направляющие, зубчатый ремень, приводные и неприводные шкивы, дополнительные ролики (расположены на подвижной портальной балке), шаговые двигатели. Также неотъемлемой частью манипулятора является специализированный контроллер EXCM.
 
Контроллер EXCM
 
Контроллер двигателей EXCM – это контроллер для управления сразу двумя шаговыми двигателями для EXCM10 или EXCM-30. Благодаря встроенным в двигатели энкодерам, датчикам тока и специальному алгоритму, удается управлять шаговыми двигателями, также как серводвигателями. Контроллер EXCM – это также „Контроллер позиционирования по двум осям XY. Данный контроллер имеет функции: преобразование координат, линейной интерполяции, управление положением и скоростью. С помощью этого специализированного контроллера можно осуществлять прямое управление позиционированием или из таблицы позиций, которая находится прямо в памяти контроллера. Встроенные сетевые интерфейсы (Ethernet и CANopen) позволяют осуществлять удаленное управление и диагностику манипулятором, а наличие простого интерфейса управления позиционированием через логические входы/выходы позволяет интегрировать EXCM даже в самые простые системы с управлением от любого ПЛК.
 
 
Рис. 5. Контроллер двигателей EXCM 
 
Ввод в эксплуатацию
 
Ввод в эксплуатацию манипулятора EXCM происходит с помощью стандартного бесплатного программного обеспечения FCT (Festo Configuration Tool), которое предназначено для параметризации всех типов электроприводов Festo. Настройка манипулятора, после установки соответствующего Plug-in, сводится к трем шагам: выбору параметров механики (типоразмер, хода), выбору интерфейса управления (Ethernet, CANopen, входы/выходы) и выбору нулевой точки. Дальше можно осуществлять позиционирование – манипулятор готов к работе.
 
Технические характеристики
 

Применения

Основными применениями портальных манипуляторов EXCM являются процессы автоматизации аналитической деятельности и сборки/тестирования мелких объектов. Компактные размеры, высокая динамика и гибкость движений делает миниатюрные H-порталы EXCM идеальным решением.
 
 
Рис. 5. Автоматизация аналитической деятельности. Подготовка и транспортировка образцов, идентификация образцов посредством сканеров штрих-кода, открывание и закрывание емкостей.
 
 
Рис. 6. Постаналитические процессы, например, инкубация, дозирование и архивация.
 
 
Рис. 7. Установка элементов, контактов, светодиодов на печатную плату.
 
 
Рис. 8. Закручивание, сборка, тестирование электронных и электротехнических приборов, светодиодных светильников и т.д.
 

Преимущества

Принцип параллельной кинематики позволяет сократить подвижные массы и оптимизировать габаритные и установочные размеры. Что дает возможность оптимально использовать рабочее пространство, повысить производительность оборудования и оптимизировать энергопотребление.
 
Специализированный контроллер со встроенными Ethernet и CANopen, а также логическим интерфейсом управления позволяет легко и быстро интегрировать манипулятор EXCM  в любую производственную систему, а наличие простого программного обеспечения с предварительной параметризацией позволяет оперативно ввести в строй EXCM.
Н-портал EXCM представляет собой надежное, готовое к использованию решение. Как и все продукты Festo, EXCM прошел тщательные ресурсные испытания.
 
Один заказной номер для всей системы (механика, двигатели, кабели, контроллер, аксессуары) позволяет оптимизировать и упростить процесс заказа. 
 
 
ДП «Фесто»
 
[email protected] – для заявок
[email protected] – для технических запросов
 
Виталий Мысечко,
менеджер направления
Электромеханический привод и мехатроника