Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

Publikacja zgłoszona do 🎁 Konkursu iAutomatyka

Zaginarka do blach z napędem elektrycznym


Zauważyłem, że koszty produkcji różnorodnych urządzeń opartych np. na obudowach z blachy są bardzo wysokie. Tak samo było z zaginarkami, których używałem. Mówimy o zaginarkach które odpowiednio doginają krawędzie blachy tworząc różne kształty. Zaginarki te działają w oparciu o napęd hydrauliczny. Przekłada się to na duże koszty zużycia energii (pompa oleju chodzi cały czas), koszty eksploatacji, oraz na szkodliwość dla środowiska (niepotrzebne zużywanie prądu na pracę pompy oraz szkodliwość oleju na środowisko). Postanowiłem więc zrobić coś swojego. Moja maszyna pozwala na dużą oszczędność prądu elektrycznego w stosunku do zaginarek z napędem hydraulicznym, daje maksymalne bezpieczeństwo użytkowania (liczne systemy bezpieczeństwa) oraz dbanie o środowisko poprzez redukcję zużycia energii.  Teraz maszyna została udoskonalona i jest w 90% skończona i już wykonuje swoją pracę.

Fakt, może i moja maszyna to nie jest jakieś mega odkrycie, aczkolwiek pozwoliła mi w wieku 17 lat zająć 3 miejsce w Polsce w Olimpiadzie Innowacji Technicznej i Wynalazczości oraz 1 miejsce w Polsce w konkursie Młodych Inżynierów.

W tym artykule pozwolę sobie opisać budowę mojej maszynę oraz zobrazować jej działanie.

Zasada działania

Po włączeniu zasilania w maszynie uruchamia się system operacyjny. Przywracane są z pamięci nieulotnej sterownika ostatnie parametry opisujące prace, np.:

  • Prędkości dojazdowe.
  • Ostatnia poprawka materiału.
  • Odległości do odjazdów poszczególnych osi.
  • Maksymalne limity dla poszczególnych wartości w panelu HMI.

Następnie maszyna czeka na potwierdzenie możliwości bazowania wszystkich osi. Najpierw bazowana jest  oś zgniatania (oś główna), następnie osie zderzaków – X, Y, Z. Dopiero jak wszystkie się zbazują możliwa jest praca maszyny.

Teraz już można przejść do trybu pracy. Trzeba wybrać odpowiednie narzędzie (stempel) oraz matrycę. Każda pozycja ma swoją nazwę i właściwości które sterownik zapamiętuje w swojej nieulotnej pamięci. W ostatnim już kroku trzeba podać parametry materiału, który się obrabia, oraz parametry zaginania, czyli głębokość zagięcia, odległość głowicy w pozycji powrotu itp.

Dopiero wtedy maszyna przechodzi do ekranu pracy. Jednak dopiero po wciśnięciu przycisku startu pracy maszyna dojeżdża do pozycji do szybkiego zjazdu. Zderzaki natomiast ustawiają się na zadaną pozycję do danego gięcia. Teraz operator podkłada arkusz blachy, który chce wygiąć, naciska pedał następnego etapu. Po naciśnięciu maszyna dojeżdża z zadaną prędkością do blachy. Teraz operator ponownie wyzwala następny etap poprzez naciśnięcie pedału. Maszyna z zadaną prędkością posuwa głowicę ze stemplem do zadanej głębokości zaginania. Po czasie zaginania który się ustawia w ustawieniach maszyna sama powraca do zadanej pozycji do powrotu i czeka na wyciągnięcie zagiętego detalu i podłożenie następnego arkusza blachy. Taki cykl się powtarza do zakończenia pracy. Po wróceniu do menu maszyna wraca na swoje domowe pozycje (zeruje wszystkie osie).

Sterownik głównej osi

Sterownik tej osi składa się z dwóch części: wzmacniacza oraz karty sterowniczej, którą się wkłada do środka.

Wzmacniacz

Wzmacniacz przetwarza najpierw napięcie przemienne 3-fazowe na prąd stały, a następnie odpowiednio moduluje (według instrukcji od karty sterowniczej) i dostarcza je na wyjście silnika. Pełni on również funkcję wbudowanego rezystora hamującego oraz stabilizatora szyny DC. Szyna DC jest przydatna do tego, gdy potrzebujemy zasilić więcej napędów. Wtedy kupujemy jeden mocny wzmacniacz, a resztę podłączamy pod szynę tego najmocniejszego.

Karta sterownicza

Karta sterownicza odpowiada za:

  • Komunikację ze sterownikiem PLC.
  • Pozycjonowaniem napędu.
  • Kontrolę prędkości, przyśpieszenia napędu.
  • Parametryzacje napędu.

W maszynie postanowiłem wykorzystać komunikacje po standardzie ProfiNet. Jest to dość wydajny protokół i ma wiele możliwości konfiguracji np. możemy wybrać które parametry z napędu mamy kontrolować ze sterownika, ustawiać liczbę słów i bajtów w ramce danych itp.

Do karty podłączamy: enkoder z silnika, stycznik do załączania zasilania karty sterowniczej, czujniki bezpieczeństwa (bez nich napęd nie ruszy się z miejsca), kabel komunikacyjny ze sterownikiem, oraz napięcie 24V. Główne parametry komunikacji można ustawić z panelu na karcie, natomiast wszystkie dostępne parametry z oprogramowania IndraWorks dostarczonego od producenta.

Jednostka napędowa

Elementem wykonawczym w prasie krawędziowej jest silnik marki Bosch Rexroth – model MSK070D-0300-NN-M1-UG0-NNNN. Jest to jednostka napędowa o mocy 3,7 kW oraz momencie siły 17,5Nm (max 52,5Nm). Ma ona w sobie optyczny inkrementalny enkoder z komunikacją HiperFace o rozdzielczości 128 kroków. Umożliwia to precyzyjne sterowania pozycją wału silnika.

Sterownik PLC

Jednym z głównych części w maszynie jest również sterownik PLC. To on odpowiada za komunikację ze wszystkimi osiami oraz za ich wysterowanie. Jest to sterownik marki Siemens Simatic S7-1200 1214C DC/DC/DC. Jego charakterystyczne cechy:

  • zasilanie – 24V DC.
  • wejścia cyfrowe – 14 24V DC (3 mogą pracować jako szybkie liczniki).
  • wyjścia cyfrowe – 10 24 V DC (2 szybkie, 100 kHz).
  • wejścia analogowe – 2 – ( 0..10V DC rozdzielczość 10 bitów).

Sterownik kontroluje wszystkie parametry maszyny oraz dba o bezpieczeństwo pracownika. Jakakolwiek anomalia podczas pracy skutkuje zatrzymaniem się maszyny i wyświetleniem odpowiedniego błędu.

Silniki krokowe z enkoderami do zderzaków

Do poruszania wszystkimi osiami zderzaków postanowiłem wykorzystać silniki krokowe z wbudowanymi enkoderami. Taki zestaw dla jednej osi składa się z:

  • Silnika krokowego z enkoderem.
  • Karty sterowniczej.
  • Okablowania.

Sterownik steruje tymi silnikami poprzez wydawanie poleceń karcie sterowniczej. Sygnał ma stałe wypełnienie 50%, jednak prędkością steruje się poprzez częstotliwość impulsów. Natomiast kierunkiem steruje się poprzez wstawienie stanu wysokiego lub niskiego na konkretny pin karty sterowniczej.

Enkoder w tym przypadku pracuje w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego ze swoją kartą sterowniczą. To właśnie ona odpowiada za dojazd do zadanej pozycji. Gdy wystąpi błąd pozycjonowania karta podaje informacje do sterownika o błędzie, sterownik tylko zadaje pozycje, a to karta wysterowuje silnik.

Montaż inteligentnych samojezdnych zderzaków w maszynie

Zderzaki postanowiłem zamontować na prowadnicach linowych. Całą „karetką” steruję poprzez śrubę z gwintem, która wprawia w ruch cały napęd. Silniki tutaj zastosowane to wyżej wspomniane silniki krokowe, które połączone są z tymi śrubami paskiem. Całość mechanizmu, który tutaj widzimy, zostanie zasłonięta obudową ochronną, aby operator nieuważnie nie włożył tam żadnej części ciała i nie naraził się na niebezpieczeństwo. Oczywiście po starcie systemu wszystkie osie muszą być zbazowane, więc każda oś po kolei dojeżdża do swojego minimum i tą pozycję oznacza jako zero. Tak samo podczas pracy każda oś ustawia się po kolei z dużą prędkością – wynika to z zastosowanego zasilacza – tańszego, aczkolwiek zderzaki ustawiają się tylko raz więc nie potrzeba kupować droższego i mocniejszego zasilacza po to, aby wszystkie zderzaki ustawiały się jednocześnie. W oprogramowaniu jest oczywiście możliwość zmiany tego trybu na jazdę wszystkich osi równocześnie. Poniżej galeria zdjęć z montażu zderzaków.

Pierwsze automatyczne gięcie

Całość maszyny prezentuje się jak na razie tak:

Maszyna jest skończona w 90%, trzeba tylko podłączyć i uruchomić zderzaki, dorobić obudowy ochronne wraz z kurtyną podczerwieni, oraz uporządkować szafę. Jeszcze dużo pracy przede mną, ale pierwszymi zwycięstwami warto się pochwalić – a nuż komuś się spodoba mój pomysł na maszynę i dostanie weny.

Artykuł został nagrodzony w Konkursie iAutomatyka –  edycja Luty 2019

Nagrodę SuperKubek + kurs wideo dostarcza iAutomatyka. 



28 lutego 2019 / Kategoria: , , ,

Reklama

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!

Zapoznałem się i akceptuję klauzulę informacyjną.



.

NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

>KLIKNIJ<

Ochrona przed przepięciami

Ochrona przed przepięciami

>KLIKNIJ<

e-Factory Information Center: Fabryka Przyszłości to udoskonalanie procesów produkcyjnych

e-Factory Information Center: Fabryka Przyszłości to udoskonalanie procesów produkcyjnych

>KLIKNIJ<

Nowe granice szybkości i skalowalności – pakowanie termozgrzewalne

Nowe granice szybkości i skalowalności – pakowanie termozgrzewalne

>KLIKNIJ<

Ciągły wzrost sieci przemysłowych pomimo pandemii

Ciągły wzrost sieci przemysłowych pomimo pandemii

>KLIKNIJ<

SERIA 7M – NOWE INTELIGENTNE LICZNIKI ENERGII

SERIA 7M – NOWE INTELIGENTNE LICZNIKI ENERGII

>KLIKNIJ<

Pomiary ciśnienia rodem z przyszłości – przetworniki z Heartbeat Technology

Pomiary ciśnienia rodem z przyszłości – przetworniki z Heartbeat Technology

>KLIKNIJ<

Video – Łatwa i intuicyjna wizualizacja HMI – poznaj technologię mapp View

Video – Łatwa i intuicyjna wizualizacja HMI – poznaj technologię mapp View

>KLIKNIJ<

Co należy wziąć pod uwagę podczas automatyzacji procesów produkcyjnych przy użyciu robotów?

Co należy wziąć pod uwagę podczas automatyzacji procesów produkcyjnych przy użyciu robotów?

>KLIKNIJ<

Niezawodne zarządzanie wirtualną elektrownią

Niezawodne zarządzanie wirtualną elektrownią

>KLIKNIJ<

Łączniki sterownicze obrotowe T oraz rozłączniki izolacyjne P firmy Eaton

Łączniki sterownicze obrotowe T oraz rozłączniki izolacyjne P firmy Eaton

>KLIKNIJ<

Tramwaj przyszłości – automatyzacja w ruchu publicznym

Tramwaj przyszłości – automatyzacja w ruchu publicznym

>KLIKNIJ<

Twórz, dobieraj, kompletuj szafy elektryczne w nowym sklepie My Rittal

Twórz, dobieraj, kompletuj szafy elektryczne w nowym sklepie My Rittal

>KLIKNIJ<

Firma Martini udoskonaliła pakowanie dzięki technologii OMRON – case study

Firma Martini udoskonaliła pakowanie dzięki technologii OMRON – case study

>KLIKNIJ<

Głowica odczytująco-zapisująca IUT-F190-B40 UHF ze zintegrowanym przemysłowym interfejsem Ethernet oraz REST API rozszerza ofertę produktów RFID firmy Pepperl+Fuchs

Głowica odczytująco-zapisująca IUT-F190-B40 UHF ze zintegrowanym przemysłowym interfejsem Ethernet oraz REST API rozszerza ofertę produktów RFID firmy Pepperl+Fuchs

>KLIKNIJ<

Twój klucz do sukcesu: transmisja danych

Twój klucz do sukcesu: transmisja danych

>KLIKNIJ<

Jak odczarowałem automatykę? Historia prawdziwa [obejrzyj zapis live]

Jak odczarowałem automatykę? Historia prawdziwa [obejrzyj zapis live]

>KLIKNIJ<

PRZELOTOWA ZŁĄCZKA INSTALACYJNA 221 INLINE

PRZELOTOWA ZŁĄCZKA INSTALACYJNA 221 INLINE

>KLIKNIJ<

sHUB czyli koncentrator danych dla serwonapędów

sHUB czyli koncentrator danych dla serwonapędów

>KLIKNIJ<

Roboty, a odkrycia w mikrobiologii

Roboty, a odkrycia w mikrobiologii

>KLIKNIJ<

Jaki przekaźnik do elektrozaworów?

Jaki przekaźnik do elektrozaworów?

Reklama



MOŻESZ SIĘ TYM ZAINTERESOWAĆ

  • Szybki i bezpieczny dostęp do maszyn i fabryk Usługa u-link gwarantuje szybki i bezpieczny dostęp do maszyn i fabryk, co ułatwia zdalne utrzymanie ruchu, jednocześnie pozwalając na wydajne zarządzanie zakładami produkcyjnymi i stacjami klie...
  • Pomiar odległości to jedna z podstawowych dziedzin w technologii czujników. Do określania położenia w różnorodnych zastosowaniach wykorzystywana jest szeroka gama procesów. Firma Pepperl+Fuchs już teraz – w odróżnieniu od konkurencji ...
  • B&R wprowadza wysokiej klasy komputer PC do maszyn mobilnych B&R dodaje wysokiej klasy komputer PC do swojego portfolio automatyki mobilnej. Nowy komputer PC oferuje znacznie większą moc obliczeniową i pamięć, dając mu mnóstwo zasob...
  • Selektor napędów Panasonic umożliwia przeglądanie napędów z serii MINAS, wyszukiwanie ich w prosty sposób, a nawet porównywanie ze sobą. Dzięki wyszukiwaniu po słowach kluczowych i przy użyciu funkcji filtrowania, potrzeba zaledwie sekund a...
  • Zaprojektowane, aby zwiększyć wydajność Sterowniki FX5U/FX5UC zapewniają rodzinie FX wyższą wydajność oraz dodają nowe cechy, które wyznaczają standardy w klasie kompaktowych sterowników PLC. Pozwala to użytkownikom na tworzenie bardziej zł...
  • Obsługa za pomocą urządzeń mobilnych zapewnia wygodę i ciągłość pracy Operatorzy maszyn mogą teraz płynnie przełączać kontrolę nad maszyną między głównym interfejsem HMI a urządzeniami mobilnymi. Nowa funkcja systemu mapp View firmy B&R...