배경

오늘날 트러스 제조 공정을 자동화하는 데 사용할 수 있는 다양한 장비가 있습니다. 마지막 단계에서는 자동 지깅 테이블을 사용하여 사전 절단된 트러스 부재를 최종 제품으로 조립하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이 테이블은 나사 구동식 퍽을 사용하여 컴퓨터 트러스 설계에 따라 트러스 부재를 제자리에 고정하고 조립자가 고정 플레이트를 부착하는 데 사용됩니다.

이러한 지깅 테이블 시스템은 제작되는 특정 트러스에 따라 크기가 다양합니다. 이러한 확장성 요구를 충족하기 위해 시스템은 4개의 서보 구동 퍽과 전용 제어 캐비닛이 포함된 테이블 모듈로 제작됩니다.

작업자는 컴퓨터 터미널에서 트러스의 위치를 선택하고 조작한 다음, 준비가 되면 버튼을 눌러 시스템의 자동화된 퍽을 제자리로 보내기만 하면 됩니다. 또한 운영자는 전체 시스템을 더 작은 그룹으로 나누어 여러 개의 트러스를 함께 구축할 수 있습니다.

트러스가 배치되고 패스너가 적용되면 작업자가 트러스 위로 이동식 프레스를 구동하여 패스너를 제자리에 고정합니다. 공압 리프트는 각 테이블 사이에 위치하며, 트러스가 완성되면 작업자가 모바일 프레스에서 적절한 리프트를 작동시켜 트러스를 퍽에서 테이블 밖으로 들어 올립니다.

도전 과제

이 프로젝트는 확장성 향상, 추가 기능, 비용 절감 등 몇 가지 과제를 안고 있었습니다. 몇 가지 구체적인 요구 사항도 포함되었습니다:

기존 장비에서 전환

  • AC 인덕션 모터
  • 가변 주파수 드라이브
  • PLC 제어
  • 프로피버스 네트워킹

런타임 루틴
각 축은 다음과 같은 모션 루틴을 수행할 수 있어야 합니다:

  • 트러스 위치로 이동
  • 트러스 위치에서 클램프 해제
  • 하드 스톱 귀환
  • 오프셋 보정
  • 정방향/역방향 조그(컨트롤러 명령 또는 테이블 제어 캐비닛의 조그 스위치를 통해)

추가 기능

  • 그룹 및 개별 명령: 시스템의 축 수에 관계없이 제어 시스템은 여러 축을 동시에 명령할 수 있어야 합니다.
  • 그룹 재할당: 제어 시스템은 축 그룹을 즉시 변경할 수 있어야 합니다.
  • 연결성: 제어 시스템에는 최소한의 소프트웨어 개발로 4~100개의 축을 네트워크로 연결하고 시스템의 PC 하드웨어와 인터페이스할 수 있는 강력한 통신 프로토콜이 필요합니다.
  • I/O 할당: 중요한 시스템 I/O(비상 정지/리셋)와 리프트 아웃 I/O는 설치 중에 제어 시스템에서 인식할 수 있도록 구성해야 합니다.
  • 진단: 운영자가 문제 해결 활동을 수행할 수 있도록 자세한 진단 정보를 사용할 수 있어야 합니다.
  • 오류 처리: 다운타임을 줄이려면 강력한 오류 처리 기능을 갖추고 있어야 합니다.
  • 자동 구성: 새 드라이브 또는 교체 드라이브가 설치되면 제어 시스템은 새 노드를 자동으로 시운전해야 합니다.

솔루션

최대 100개의 서보 축을 포함할 수 있는 motion control 시스템의 네트워크 및 제어를 위해 Elmo Maestro가 선택되었습니다. 마에스트로는 이더넷 네트워크와 CANopen 사이의 게이트웨이이며 네트워크 감독 및 제어 기능도 제공합니다. 마에스트로는 별도의 소프트웨어 개발 없이도 작업자의 컴퓨터와 모션 시스템 간의 연결을 제공할 수 있었습니다.

Elmo 하모니카 지능형 서보 드라이브는 리졸버 기반 브러시리스 서보 모터의 각 축에 대한 전력 및 위치 제어 기능을 제공합니다. 하모니카의 프로그래밍 기능을 통해 필요한 모든 모션 루틴(위치 이동, 홈, 조그 등)을 각 축에 상주하는 기능으로 제공할 수 있습니다. 이 애플리케이션에서 작업자는 GUI(그래픽 사용자 인터페이스)에서 모션 루틴을 불러올 수 있으며, 테이블의 제어 캐비닛에 토글 스위치가 제공되어 작업자가 수동으로 퍽을 제자리로 조그할 수 있습니다.

Elmo 고유한 기능은 드라이브를 단일 노드 또는 더 큰 그룹의 일부로 주소 지정할 수 있다는 것입니다. 이 애플리케이션에서는 테이블 시스템에서 만들어지는 트러스의 유형과 크기에 따라 축이 함께 그룹화되는 방식이 결정됩니다. 이를 통해 최대 100개의 축 그룹을 하나의 CANopen 메시지로 명령할 수 있으므로 불필요한 버스 트래픽과 지연 시간이 제거됩니다. 이 그룹 명령 모드를 하모닉스의 프로그래밍된 루틴과 결합하면 운전자는 전체 드라이브 그룹을 동시에 이동, 조그 및 홈으로 전환할 수 있습니다.

사용자는 마에스트로의 기본 기능과 마에스트로의 애플리케이션별 프로그램을 조합하여 이러한 그룹을 정의하고 관리할 수 있으며, 각 그룹에 속하는 특정 축을 즉석에서 정의할 수 있으므로 고객은 테이블 시스템을 더 작은 그룹으로 쉽게 분할할 수 있습니다.

 

다운타임 감소

마에스트로와 하모닉카 모두에 강력한 오류 처리 루틴이 프로그래밍되어 있어 치명적인 소프트웨어 오류를 방지할 수 있습니다. 모션 시스템 오류가 발생하면 마에스트로와 하모닉카는 오류 원인을 해결하는 데 도움이 되는 철저한 진단 정보를 제공합니다. 마에스트로는 GUI(그래픽 사용자 인터페이스)에 직접 표시할 수 있고 파일에 기록할 수도 있는 설명이 포함된 일반 영어 오류 메시지를 제공합니다. 드라이브 교체가 필요한 장애가 발생하면 새 드라이브를 설치할 때 자동으로 구성되도록 제어 시스템이 구현되어 있습니다. 수동 설정이 필요하지 않습니다.

신속한 구현

지능형 분산 제어는 이 애플리케이션에 이상적이며 이전의 중앙 제어 시스템에서 복잡한 배선을 크게 줄였습니다. 앞서 설명한 것처럼 각 4축 테이블에는 자체 제어 캐비닛이 있습니다. 모터, 전원 및 피드백 케이블은 매우 짧고 하모닉에 직접 연결됩니다. 각 드라이브를 CANopen 네트워크에 연결하는 데는 기성품의 차폐형 CAT5E 케이블만 있으면 됩니다.

Elmo기술을 통해 사용자는 드라이브 구성과 프로그램을 휴대용 애플리케이션 파일로 저장할 수 있습니다. 이 애플리케이션의 각 축은 모터/튜닝 파라미터와 필요한 모션 루틴 측면에서 동일하므로 모든 축에 동일한 파일이 사용됩니다.

Maestro API(애플리케이션 프로그래밍 인터페이스)는 전체 애플리케이션 파일을 네트워크로 연결된 모든 드라이브에 다운로드하는 기능을 제공합니다. 개발 과정에서 이 기능은 시스템의 모든 하모닉스를 한 번에 구성하고 업데이트하는 데 사용되었습니다. 이 기능을 통해 고객은 버튼 하나만 누르면 전체 드라이브 시스템을 업데이트할 수 있습니다!

Elmo모션 솔루션이 적용된 첫 번째 시스템에서는 간소화된 배선 및 소프트웨어 설정 덕분에 전원을 인가한 후 1시간 이내에 시스템을 움직일 수 있었습니다!