Yarn Winder

이 애플리케이션 솔루션이 개발된 회사는 최대 규모의 섬유 기계 제조업체 중 하나입니다. 이 회사는 국내 및 해외 시장의 고객을 위해 다양한 모델의 섬유 기계를 설계하고 제조합니다.

이 기계는 회사의 엔지니어링 팀이 개발한 정교한 차세대 와인딩 기계입니다. motion control 프로세스는 일련의 Elmo 하모니카 디지털 드라이브에 의해 처리됩니다. 각 드라이브는 표준화된 직렬 CanOpen 통신 채널을 통해 마스터 제어 보드에서 수백 가지의 속도 프로파일을 수신합니다. 각 메인 와인딩 머신은 Elmo 하모니카로 제어되는 3.5 Nm DC 브러시리스 모터가 장착된 최대 64대의 종속 와인딩 머신을 작동합니다. 관성이 높은 금속 컵이 로터 샤프트에 부착되어 사전 정의된 프로파일에 따라 고속으로 회전합니다. 이 기계는 9개의 작은 실린더에서 원사를 표준 크기의 큰 실린더로 회전시킵니다. 실린더의 하중은 모터 컵 위에 위치합니다.

이 회사는 프로파일링된 애플리케이션 속도를 계산하고 CanOpen 통신 채널을 통해 고속 속도 명령을 Elmo 드라이버에 전송하는 자체 제어 보드를 설계했습니다. 이 모터는 현지에서 제조되었으며, 정류에 대한 피드백으로 홀 센서와 속도 제어 루프만을 사용하여 175VDC 버스 전압에서 8000rpm에 도달할 수 있습니다.

• 간소화되고 비용 효율적인 솔루션으로 DC 버스 전압을 제공하세요.
• 솔루션은 컴팩트해야 하며 최소한의 공간을 차지해야 합니다.
• 드라이브 내에 다양한 상황을 처리하고 대응할 수 있는 프로그래밍 기능이 있어야 합니다.
• 표준화된 직렬 통신 채널을 적용하여 드라이브에 속도 명령을 전송합니다.
• 정류 및 속도 제어를 위해 디지털 홀 효과 센서만 사용하여 드라이브 내부의 속도 및 전류 제어 루프를 고정밀로 닫습니다.
• 고성능의 안정적인 솔루션이 필요합니다.
• 드라이브는 안전 문제를 자동으로 처리할 수 있어야 합니다.
• 극한 환경 조건(EEC 기계)에서 작동합니다.
• 전기 브레이크 메커니즘의 특수 구현을 사용하여 높은 부하 관성으로 빠른 감속 응답을 적용합니다( Elmo 드라이브의 펌웨어를 통해 구현됨).

이 기계의 컴팩트한 특성으로 인해 소형 전자 장치와 최소한의 케이블이 필요합니다. 높은 전력 밀도와 고성능을 위해 설계된 고속 직렬 통신 채널을 갖춘 드라이브가 최적의 솔루션입니다.

이 애플리케이션에는 하모니카 디지털 드라이브가 선택되었습니다. 하모니카 드라이브는 컴팩트한 크기(82 x 25.4 x 75mm)와 최대 200VDC 버스를 지원하는 기능으로 인해 선택되었습니다. 속도 제어는 디지털 홀 효과 센서만을 사용하여 수행됩니다. 또한 하모니카는 극한의 산업 환경에서도 작동할 수 있습니다.

Elmo 이 애플리케이션 솔루션에 DC 기반 드라이브를 제공하기로 결정했습니다. 이는 컴팩트한 크기에 높은 지능과 고출력을 제공하는 다양한 DC 드라이브가 있기 때문입니다. ElmoDC 솔루션에는 션트 조정 기능을 갖춘 저비용 절연 변압기와 간단한 연속 전원 공급 장치가 포함됩니다. DC 솔루션을 구현한 결과 작고 안정적이며 고성능의 비용 효율적인 토탈 솔루션이 탄생했습니다.

하나의 생산 라인에 64대의 기계가 직렬로 배치되어 있기 때문에 드라이브의 크기가 이 애플리케이션의 핵심 문제 중 하나였습니다. 기계 한 대를 몇 센티미터만 넓혀도 전체 라인이 몇 미터 늘어날 수 있으며, 생산 현장의 제약을 고려할 때 이는 용납할 수 없는 수준입니다. 또 다른 중요한 문제는 혹독하고 극한의 환경에서 드라이브의 성능이었습니다. 드라이브는 진동, 먼지, 습도 등이 포함된 환경에서 하루 24시간 작동해야 합니다.

프로젝트의 초기 단계에서 마스터 카드 컨트롤러는 아날로그 속도 명령을 각 드라이브에 전송했습니다. 드라이브는 내부 사용자 프로그램을 사용하여 이 명령을 디코딩하여 동등한 속도 명령을 생성했습니다. 프로젝트의 후반 단계에서 이 아날로그 명령은 CanOpen 통신 채널 명령으로 대체되었습니다. 이 변경으로 기계의 성능이 크게 향상되었으며 비용이 많이 드는 기계적 변경이 필요하지 않았습니다. Elmo특별한 바이너리 인터프리터 구현과 함께 표준화된 캔오픈 통신 채널을 사용함으로써 표준화된 캔오픈 프로토콜을 처리하는 문제가 간소화되었습니다. 그 결과 소프트웨어 개발 프로그래밍 시간이 크게 단축되었습니다. 또한 드라이브의 내부 프로그래밍 기능을 통해 Elmo 기계 작동 중 발생하는 예기치 않은 상황을 자동으로 처리하고 대응함으로써 기계의 성능을 향상시키고 안전성과 신뢰성을 높일 수 있었습니다.

디지털 홀 센서만 드라이브의 서보 제어 루프에 대한 피드백 요소로 사용되더라도 Elmo 드라이브 내에 높은 수준의 내부 제어 알고리즘을 구현하여 고성능 기능을 구현할 수 있습니다.
드라이브에 특별한 기능이 구현되었습니다. 드라이브는 펌웨어 내의 특수 제어 알고리즘으로 구현되는 제동 메커니즘을 제공합니다. 전자식 브레이크는 부하의 높은 관성을 매우 높은 감속 속도로 감속하고 고도로 제어된 토크로 정지 상태를 유지합니다.

하모니카 지능형 디지털 서보 드라이브

• DC 전원을 사용하는 이 64축 기계에서 ElmoDC 전압 버스 기반 솔루션은 교류 전압 전원 솔루션보다 더 효율적이어서 케이블과 접촉기, 차단기 등의 추가 구성 요소를 절약할 수 있습니다. 또한 전기 캐비닛에 필요한 공간이 적어 설치가 용이하고 비용 효율적입니다.
• 디지털 홀 센서를 피드백으로 사용하면 속도 정확도에 도달하기가 매우 어렵습니다. 하지만 Elmo드라이버와 특수 이득 스케줄링 기술을 통해 고객은 높은 속도 정확도를 쉽게 달성할 수 있었습니다. 또한 현지 모터의 권선 성능과 품질이 최적이 아니었음에도 불구하고 Elmo 드라이버는 문제없이 우수한 제어 성능에 도달할 수 있었습니다.
• 설치 공간에 제한이 있었기 때문에 Elmo 하모니카 드라이브는 컴팩트한 크기로 기계에 배치할 수 있어 상당한 공간을 절약할 수 있었습니다.
• 이 솔루션의 강력한 프로그래밍 기능 덕분에 드라이브 내부에서 프로그램을 구현할 수 있었으며 PLC 제어 보드의 도움 없이도 프로그램을 실행할 수 있었습니다. 또한 드라이버가 자체적으로 I/O를 제어하여 제어 보드의 과부하를 줄여줍니다.
• 안정성이 높은 섬유 기계는 먼지, 습도, 진동, 고온 및 낮은 작업자가 있는 극한의 극한 환경에서 작동합니다. 또한 기계는 매일 24시간 동안 멈추지 않고 지속적으로 작동합니다. Elmo 드라이브는 이러한 환경에서 높은 안정성으로 매우 우수한 성능을 발휘합니다.
• Elmo 드라이브를 사용하면 기계가 7200rpm으로 작동하면서도 매우 높은 주파수의 CAN 통신을 통해 속도 프로파일을 변경할 수 있습니다.