Примеры интеллектуальных мехатронных модулей

Одним из первых интеллектуальных мехатронных модулей является модуль SmartMotor американской фирмы Animatics Corp., который появился на рынке в 1994 году.

Он создан на базе стандартного электродвигателя диаметром Ø60 мм, в задней части корпуса которого дополнительно были установлены фотоимпульсный датчик, усилитель, 32-битовый программируемый контроллер и устройство связи с сетью. Модуль является универсальным, может быть использован в мехатронных системах различного назначения. Производитель подчеркивает, что на 70% модуль состоит из стандартных элементов, что позволило снизить его стоимость и обеспечить высокую надежность. Пользователь может самостоятельно выбрать режим управления (по положению, скорости или ускорению), а также использовать алгоритмы компьютерного управления, компенсирующие влияние люфта в преобразователях движения на динамические характеристики модуля.

Фирма SIEMENS выпускает интеллектуальные мехатронные модули SIMODRIVE POSMO А), состоящие из следующих элементов:

· вентильного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов;

· планетарного) или червячного преобразователя движения (может отсутствовать);

· тормозного устройства (может отсутствовать);

· встроенного фотоимпульсного датчика (ФИД);

· силового преобразователя, который конструктивно закрепляется на крышке двигателя;

· комплектного управляющего устройства, включающего регулятор

двигателя, блоки позиционирования и программирования, а также коммуникационный интерфейс для подключения в среде PROFIBUS.

Управление модулем осуществляют по стандартной шине PROFIBUS, при этом возможны следующие режимы движения:

· перемещение в конечную позицию с программно заданной скоростью и регулируемым ускорением;

· движение с регулируемой частотой вращения вала и регулируемым ускорением.

Оператор с помощью специального программного обеспечения может задавать в программе движения временные или логические условия, использовать методы компенсации зазора (люфта), получать сообщения о текущем положении и диагностике состояния модуля.

Технические данные некоторых модулей SIMODRIVE POSMO А приведены в табл. 6.1.

Т а б л и ц а 6.1 Технические характеристики интеллектуальных мехатронных модулей SIMODRIVE POSMO А

Тип модуля	75 Ватт	300 Ватт
Напряжение питания U,В
Тип двигателя	С возбуждением от постоянных магнитов бесщеточный серводвигатель
Номинальное частота вращения вала двигателя nн, об/мин	3300; 2000	3500; 3000
Номинальный момент двигателя Tн, Н∙м	0,18; 0,36	0,48; 0,95
Номинальный ток двигателя I, А	4,5; 9	5; 10
КПД двигателя , %
Момент инерции двигателя, Jд, кг∙м2	6∙10-2	6,3∙10-2
Датчик обратной связи	инкрементальный	инкрементальный
Разрешение датчика, инкр/об
Масса модуля m, кг:	3,1	3,9 (4,0)
без редуктора
с 1-ступенчатым зубчатым ре-	3,5	5,1 (5,2)
дуктором
с 2-ступенчатым зубчатым ре-	3,7	5,4 (5,5)
дуктором
с 3-ступенчатым зубчатым ре-	3,9
дуктором
с червячным редуктором	3,5
Примечание. Значения в скобках – масса модуля с тормозом.

Интеллектуальный мехатронный модуль SIMODRIVE POSMO SI фирмы SIEMENS (рис. 6.4) предназначен для реализации движений по одной управляемой координате при децентрализованном управлении мехатронной системой.

Рисунок. 6.4 Интеллектуальный мехатронный модуль SIMODRIVE POSMO SI фирмы SIEMENS

В состав модуля входят следующие элементы:

· вентильный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов (напряжение питания 600 В);

· преобразователь движения и тормозное устройство;

· блок силовой электроники;

· встроенный фотоимпульсный датчик (ФИД);

· вентилятор для принудительного охлаждения;

управляющее устройство, включающее управляющий контроллер, блоки позиционирования и программирования, а также коммуникационный интерфейс для шины PROFIBUS.