数控运动控制

简化电动运动,智能气流控制,I/O模块

9月27日至29日,在拉斯维加斯Pack Expo的费斯托展位上展出的产品包括简化的电动运动、智能运动终端流量控制、分散的I/O模块。

马克·t·霍斯克(Mark T. Hoske)著 2021年9月28日
礼貌:费斯托

学习目标

  • 简化运动系列电动运动架起了气动和伺服运动之间的桥梁。
  • 灌装管线的氮气加药溶液基于Festo Motion终端和应用程序,用于多通道流量控制和可选压力。
  • 基于以太网的CPX-AP-I分散I/O为远程I/O提供了更大的能力。

费斯托9月27日至29日在拉斯维加斯包装博览会上展出的产品包括简化运动系列电动运动,以弥合气动和伺服运动之间的差距;基于Festo Motion终端和用于多通道流量控制和可选压力的应用程序的灌装线氮气加药解决方案;以及基于以太网的CPX-AP-I分散式I/O,为远程I/O提供更大的功能。来自纽约州伊斯兰迪亚市费斯托市的每一位粉丝的更多信息。

Festo简化运动系列电动

这个费斯托简化运动系列(SMS)一体化集成驱动轴的新功能是IO-Link控制,可用于成本效益高的多位置应用。SMS结合了气动的简单性和电气自动化的优点。SMS采用可靠的滚珠丝杠轴,齿带轴,微型滑块,电动气缸,活塞杆和旋转执行机构,并将它们与板载伺服驱动器集成。用户委托的两位置功能通过板载按钮,无需额外的软件需要。

在SMS轴的标准通信特性IO-Link的控制下,沿轴长的定位是无限变化的。当这样使用时,SMS轴提供了一个替代更昂贵和复杂的传统伺服运动。与传统的伺服运动解决方案相比,成本更低。设置就像气动一样简单。这使得SMS可以应用于以前对电力来说成本高昂的应用,包括传送带材料处理,以及在移动应用中应用电力运动。

通过IO-Link,技术人员可以远程调整运动参数,包括无级变速的位置和速度。还可以复制和备份用于参数传输的函数,读取关键工艺参数的函数。

费斯托的这些SMS轴为电动运动提供了一个经济和易于使用的解决方案。礼貌:费斯托

费斯托的这些SMS轴为电动运动提供了一个经济和易于使用的解决方案。礼貌:费斯托

有关SMS执行器的更多详细信息

SMS执行机构应用于定位,分度,夹紧,送料和切割长度的任务,其中电气自动化增加了熟练度和价值。订购、库存和更换都得到简化;所有部件集成在一个单元中,并有一个独特的部件编号。该系列产品包括:ELGS-BS滚珠丝杆、ELGS-TB齿形带轴、EGSS微型滑块、EPCS电动缸、EPCE紧凑电动缸、ERMS旋转传动、ELGE齿形带轴。

Festo在基于气动的简单运动方面应用了50年的经验,并将其应用于电动运动,以获得同等程度的易用性。SMS为创新的新解决方案打开了大门,这些解决方案得益于低成本和易于调试的电动装置的灵活性。

数字I/O (DIO)和IO-Link控制都是每个单元的标准配置。使用DIO控制,有两个位置可用- home和一个可配置的端点。如上所述,IO-Link提供沿轴的灵活定位,就像传统的机电轴。

阀门与执行机构之间的气动管路越短,循环速率越快。礼貌:费斯托

阀门与执行机构之间的气动管路越短,循环速率越快。礼貌:费斯托

为DIO控制设置的PLC与为具有两个数字输出和两个数字输入的数字气动阀编程相同。一个数字输出延伸轴,另一个收回轴。数字输入指示轴何时到达伸出位置或缩回位置,就像接近开关在气动执行器上工作一样。这种与气动阀的相似性简化了PLC编程,减少了伺服控制运动通常需要的I/O数量,并加快了单个和多个装置的安装。集成位置反馈消除了对接近传感器的需要。

由于电子元件和模块在集成驱动器上,这些执行器是机器安装的。没有外部伺服驱动器安装在控制面板,这意味着与这些电气驱动器相关的控制面板架空最小。

费斯托想要保持简单的电动运动和气动之间的相似性,所以教学运动不需要软件。调试是基于位于驱动器上的按钮。

关键调试参数包括:

  • 伸展(“向外”)和收缩(“向内”)运动的速度
  • 力轴在“out”位置
  • 设置参考端位置
  • 教授力量控制动作开始的位置
  • 演示模式,可以用来测试从键盘移动。

SMS轴提供运动特性,简化了温和缓冲缩回、压合和夹紧功能的调试。简单的电气连接通过一个M12插头设计,4针电源和8针逻辑。

有了这一新系列的电动执行机构,工程师可以在机器的气动或电动执行机构之间进行选择,并且在成本和安装费用方面具有基本的等效性。每种类型的驱动都有其自身的运动和力分布,以及其他操作因素,为工程师提供了一套更广泛的解决方案,以应对机械设计挑战。对于简单的线性和旋转运动应用,简化的运动系列轴代表了原始设备制造商的一个重要机会。

填充管线上的氮气加药解决方案

基于Festo Motion Terminal和多通道流量控制和可选择压力的应用程序,Festo推出了一种新的解决方案,帮助包装灌装生产线上的氮气注入。

当两款Festo应用程序组合使用时,可以提高充液管线氮气加注的效率、灵活性和节能效果。这些和其他的应用程序智能移动终端为机器制造商提供缩短上市时间、减少零部件和为客户开发独特设计的能力。

Flow Control Motion App可以通过四个阀门同时对多达8个容器进行氮气冲洗。流量高达600升/分钟,确保快速加药。该系统检测到与指定体积的百分比偏差,这为微调创造了机会,以实现更高的精度。精确灌装减少氮气消耗。

可选择的压力水平应用程序移动多个灌装喷嘴通过计量过程准确。灵活的参数化,缩短周期。灌装后,喷嘴从容器中缩回,降低压力,以节省能源。第三个应用程序泄漏诊断,通过早期检测压缩气体或空气泄漏,确保系统在最高可持续性运行。

运动终端是一个智能阀门,根据可下载的应用程序改变功能。机器开发人员可以使用Motion Terminal创建基本的机器类型,然后选择相关的Motion Apps,根据客户的要求为其配备各种功能和特点。复制和传输参数集的能力使计划更容易,并缩短了上市时间。通过软件分配功能还可以防止篡改和保护知识产权。

费斯托流量控制:使用费斯托运动终端的流量控制应用程序,现在可以用一个硬件控制多个流量速率。礼貌:费斯托

费斯托流量控制:使用费斯托运动终端的流量控制应用程序,现在可以用一个硬件控制多个流量速率。礼貌:费斯托

基于以太网的Festo CPX-AP-I分散I/O

Festo分散式I/O解决方案的扩展功能为远程I/O设计提供了更大的功能。例如,在长输送机系统上,分散式I/O将阀门移动到更靠近气缸的位置,以提高性能。

费斯托CPX-AP-I使扩展的功能能够经济高效地集成到包装机和长距离输送系统中,而无需大量布线和安装控制柜所需的费用和时间。

CPX-AP-I分散I/O是一种基于以太网的系统,由额定IP65/IP67的智能总线节点组成,用于安装在控制面板外的多功能性。CPX-AP-I分散I/O总线节点与主要的通信协议兼容,并通过以太网/IP(从ODVA), Profinet和Profibus(来自π北美), EtherCAT(从以太科技集团)和ModbusTCP(来自网络通讯协议组织)。

CPX-AP-I可以很容易地应用IO-Link智能设备,实现快速简单的安装、改进的控制和增强的系统诊断。在大型系统中,CPX-AP-I通过将阀门移动到更接近执行机构的位置,提高了气动系统的性能。

在过去的20年里,Festo在电子技术上的进步改变了气动技术,使其能够更快的循环时间,更强的性能和诊断能力。Festo最近在气动方面的重要电子技术进步是CPX-AP-I分散I/O。CPX-AP-I基于远程I/O的优点。通信和电压供应来自两个独立的连接电缆,使创建电压区域成为可能。由于CPX-AP-I基于以太网,数据带宽和速度超过远程I/O。

连接到控制器的总线模块(左上)、用菊花链连接的数字和模拟输入模块(中间)和阀端子(左下)说明了CPX-AP-I分散I/O拓扑结构。礼貌:费斯托

连接到控制器的总线模块(左上)、用菊花链连接的数字和模拟输入模块(中间)和阀端子(左下)说明了CPX-AP-I分散I/O拓扑结构。礼貌:费斯托

CPX-AP-I特点:

  • 2kbyte I/O处理数据
  • 每个总线节点超过80个模块
  • 实时和非实时数据的并行数据处理
  • 总线周期小于250µs用于快速生产过程
  • 增强诊断和状态监控

CPX-AP-I I I拓扑示例

该拓扑图像说明了CPX-AP-I的解决方案范围。左上方显示了连接到所选控制器的基于IP65/IP67以太网的分散I/O总线节点。在中心,有一个雏菊链分支的数字和模拟输入块,阀歧管,IO-Link主模块与IO-Link启用传感器。在左下方,一个阀门终端启动第二个分散分支,该分支包括另一个阀门歧管和数字和模拟输入块。

每个CPX-AP-I系统可以容纳超过80个数字和模拟输入块、阀歧管和IO-Link主模块,模块之间的电缆长度可达50米。

由于扩展了模块之间的距离,CPX-AP-I是大规模材料处理、包装和加工系统的理想选择,在这些系统中,将阀门移动到离执行机构更近的位置对于减少循环时间至关重要。例如,将一个带有8毫米管的阀门从距气缸4米到2米的地方移动,可以将加压时间从40毫秒减少到20毫秒——性能提高了2倍。

CPX-AP-I标准配备了集成IO-Link主设备和IO-Link设备工具,允许将智能传感器添加到系统中。随着技术的成熟,其他解决方案将包括在CPX-AP-I架构中集成视觉系统和压力和流量传感器。

即插即用功能支持工业4.0的模块化概念,以及快速、简单和成本效益高的资产重新配置和重用。通过工业物联网网关和数据上下文化,终端用户可以使用仪表板进行随时/任何地点的实时分析、故障排除和预测分析。

CPX-AP-I去中心化I/O代表了降低远程I/O成本的最新发展,同时获得了更快、更容易安装、更强大的系统功能和更好的性能等更多好处。

–由内容经理Mark T.Hoske编辑,控制工程,《媒体,mhoske@cfemedia.com.

关键词:气动运动控制,电动运动控制

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关于费斯托的更多信息:费斯托是一家领先的气动和机电系统,组件,以及过程和工业自动化控制的制造商。40多年来,费斯托公司通过创新和优化运动控制解决方案,提高了制造业的水平,提供了性能更高、利润更高的自动化制造和加工设备。


马克·t·Hoske
作者简介:Mark Hoske自1994年起担任控制工程编辑/内容经理,自1999年起担任领导职务,涵盖所有主要领域:控制系统、网络和信息系统、控制设备和能源、系统集成,以及构成或促进控制回路的一切。他从1987年开始撰写技术方面的文章,从1982年开始从事专业写作,并在华盛顿大学麦迪逊分校获得新闻学理学学士学位。