在為垂直龍門和吊車等重型垂直負載應用設計運動控制系統(tǒng)時，操作者的安全保障和操作效率是需要重點關(guān)注的兩個點。那么該如何突破現(xiàn)實應用挑戰(zhàn)，實現(xiàn)安全與效率兼顧呢?下面讓我們一起探討應對特定挑戰(zhàn)的有效實踐。

應用挑戰(zhàn)

重力無處不在 安全難以保障

當伺服系統(tǒng)中的負載通過重力或彈簧效應儲存勢能時，即使在電機不工作的時候，一個或多個伺服電機也必須絕對穩(wěn)定，從而可靠地保持部分或全部負載。在大多數(shù)工業(yè)應用中，這種負載的重量，及由此產(chǎn)生的勢能每天甚至時刻都可能發(fā)生很大變化。這給應用也帶來了眾多挑戰(zhàn)：

安全性

與水平應用相比，將這些可變負載減速到停止位置或從停止位置加速，這些負載會大大放大這些力，因為在水平應用中，負載主要由梁、柱和軸承等結(jié)構(gòu)件支撐，而非由電機、傳動裝置、制動器或其他機械元件支撐。負載掉落可能導致產(chǎn)品報廢、操作中斷甚至人身傷害，這是那你絕對承擔不起的。

高效性

此外，由于慣性負載和勢能的變化貫穿在整個生產(chǎn)運行期間和不同的生產(chǎn)運行之間，你希望系統(tǒng)保持同樣的產(chǎn)量。你需要安全的制動控制，以便操作員可以根據(jù)需要與生產(chǎn)線交互，而無需關(guān)閉設備或屈服于繞過門和籠子等安全功能的限制。你需要一種干擾最小、定期測試安全制動能力的方法。

而重力的無情本性，使所有這些需求都更具挑戰(zhàn)性。因為重力不關(guān)心安全，所以你必須把安全放在首位，決不妥協(xié)。

接下來，簡單三步，讓你輕松克服重力挑戰(zhàn)

1.正確調(diào)整軸承

放棄理想假設

在調(diào)整和設置制動參數(shù)(如無控制作用區(qū)和制動接合時間)時，很容易做出在現(xiàn)實條件下不成立的假設。這些錯誤的假設會導致過度迭代的調(diào)整和測試過程，這會拉長你的開發(fā)周期，甚至可能導致安全問題。

例如，假設理想的制動延遲時間為零就是錯誤的。為零是不可能的，因為制動器驅(qū)動中始終存在延遲和反應時間。當伺服系統(tǒng)從移動負載過渡到將負載保持在固定位置時，會出現(xiàn)無限抖動，因為反饋設備會報告軸位置，并且伺服驅(qū)動器會以旨在將其帶到目標位置的電壓和電流命令進行響應。這會持續(xù)而迅速地發(fā)生。然而，伺服系統(tǒng)本質(zhì)上是動態(tài)的，總是進行微小的調(diào)整，永遠不會完全停滯。

在某個點上，你會想要中斷這種抖動，并在機器完成下一個過程時保持負載靜止。此時，伺服系統(tǒng)必須從軸上去掉動力，用制動抱閘來停止運動控制，并保持垂直負載絕對穩(wěn)定。當再次移動負載時，必然發(fā)生相反的情況：系統(tǒng)必須移除制動器并無縫施加轉(zhuǎn)矩，以在不晃動的情況下加速負載，當然也不能讓負載掉落。

充分考慮延遲

控制命令和制動應用都不是瞬時發(fā)生的。設計垂直負載應用時，無論控制和制動系統(tǒng)中的延遲多么小，都要將其納入考慮，這是至關(guān)重要的。最初調(diào)整驅(qū)動器時，最大的挑戰(zhàn)往往是設計工程師無法預見系統(tǒng)將承載的許多不同類型的負載。

工程師們不知道處理一系列較輕和較重負載所涉及的物理原理，所以他們努力調(diào)整驅(qū)動器，使其能夠在沒有明顯延遲或震動的情況下制動和加速這些負載。此外，軸可能需要在整個班次或周末鎖定并保持穩(wěn)固，因此控制方法必須絕對可靠。

考慮到這些挑戰(zhàn)，工程師們必須根據(jù)正確的最大負載確定尺寸，同時也適當考慮較輕的負載。為了在第一時間做到最大限度地降低風險以及過度測試和重復，關(guān)鍵是要將正確的無控制作用區(qū)和制動接合時間考慮進去。 科爾摩根的工程師們在調(diào)整垂直負載方面經(jīng)驗豐富，他們可以幫助你應用已在各種垂直應用中證明有效的方法。

2.確保可靠運行

要確保持續(xù)可靠的運行，需要指定可靠的運動控制系統(tǒng)，這既包括系統(tǒng)的特性又包括其組件。

功能強大 安全制動

科爾摩根新一代 AKD2G伺服驅(qū)動器中整合了安全制動控制功能，允許運動控制系統(tǒng)將軸移動到位，在以協(xié)調(diào)方式使用制動器的同時，從伺服電機中移除動力，并將負載牢固固定到位，而無需關(guān)閉設備。例如，當操作者需要安全地打開門并在生產(chǎn)線取放東西時，這大大地提高了生產(chǎn)效率。然后，軸可以快速平穩(wěn)地重新啟動，就像它停止時那樣，而生產(chǎn)可以在幾乎沒有中斷的情況下繼續(xù)。

科爾摩根的安全制動控制系統(tǒng)還包括一個服務器安全信號，可用于為單個電機配置兩個制動器。根據(jù)客戶需求以及行業(yè)指南和監(jiān)管要求，這提供了確保在任何情況下可靠制動所需的冗余。

安全制動測試功能允許在制動器接合的情況下，從電機施加轉(zhuǎn)矩來測試電機制動器，監(jiān)控系統(tǒng)以確保不會發(fā)生移動。由于AKD2G驅(qū)動器中集成了這種測試功能，因此操作員可以按照自己喜歡的時間表測試制動系統(tǒng)，并且將中斷降至最低。驅(qū)動功能安全特性還消除了對依賴于控制器、安全 PLC和驅(qū)動器之間復雜且可能容易出錯的集成的外部解決方案的需求。

系統(tǒng)方案 全面保障

除了驅(qū)動器之外，整個運動控制系統(tǒng)對于可靠運行很重要。例如，電纜通常是事后才指定的。但是通信總線上的劣質(zhì)電纜容易受到電磁干擾的影響，這會導致反饋問題和位置誤差。未指定正確線規(guī)的制動電源線纜可能會導致制動器自動恢復閉合狀態(tài)，從而導致意外的制動器貫通和操作問題。

處理垂直負載時，絕對可靠性是不二的選擇。 運動控制合作伙伴可以提供可靠的組件，這些組件旨在協(xié)同工作，簡化集成，并為運動控制編程和調(diào)整提供強大的工具，可以幫助你取得可靠的成功。

3.獲取專業(yè)支持

專業(yè)技能 保駕護航

不要孤軍奮戰(zhàn)，與運動控制專家合作是一種更好的方法，也是更安全的方法。

科爾摩根在運動控制領(lǐng)域擁有 100 多年的經(jīng)驗，可提供高性能、可靠的電機、驅(qū)動器、編程工具、自動化解決方案等，享譽業(yè)界?？茽柲Ω墓こ處煋碛胸S富的經(jīng)驗，可以幫助機器和機器人設計人員在幾乎所有依賴運動控制的行業(yè)中實現(xiàn)他們的目標。

科爾摩根的自助服務支持為你的成功助力。利用我們的在線設計工具、電子學習機會、知識庫，以及科爾摩根開發(fā)者網(wǎng)絡上的專家社區(qū)，你可以隨時隨地獲取所需支持。當你需要一對一的幫助時，科爾摩根的工程師團隊將竭誠為你服務，無論是線上還是線下，都會與你緊密合作，為你提供專業(yè)的解決方案。

（Kollmorgen科爾摩根）