Introductie Wim Kluiters Product Marketing Manager Learning Systems bij Festo Opleiding: Elektrotechniek en elektronica Diverse trainingen bij Festo Onderwijs nivo VMBO, HAVO/VWO, MBO/HBO Verwachting Meerdere marktingakties – met welke aktie hebben wij u bereikt

Afspraken Zet uw telefoon uit Stel gerust vragen Roken is niet toegestaan Internet alleen in de pauze

Festo als bedrijf… De pneumatische en elektrische aandrijftechnologie van Festo geldt als een boegbeeld voor innovatie en maximale productiviteit in zowel de industriële als de procesautomatisering - van standalone producten tot aan complete oplossingen. Voor het succes van úw business!

Festo – een wereldwijd opererend familiebedrijf In automatisering en kennisoverdracht Festo AG & Co. KG Marktleider in de automatisering met pneumatiek. Omzet € 2 miljard (2011) Sterk industriële achtergrond met vele productielocaties wereldwijd Bekend om zijn bedrijfscultuur ter bevordering van kennisoverdracht Festo Didactic GmbH & Co. KG Lid van de Festo groep Training en consulting aan industriële productiebedrijven Leersystemen voor het technisch onderwijs

Festo Didactic – Kennisoverdracht Festo Didactic GmbH & Co. KG 420 Medewerkers in HQ en in 54 Festo vestigingen wereldwijd Leersystemen Trainingspakketten voor diverse technologiën Leerfabrieken Software en Teachware Festo Didactic in Denkendorf Training en Consulting Training Industrial Academy Consulting

Efficientie verhoging van Festo – Automatiseringsoplossingen en kennisoverdracht Componenten Systemen en Diensten Didactic Training en Consulting Leersystemen Machines en Systemen Mensen en Organisatie Efficientie verhoging van en Automation

Festo Didactic Festo Didactic – Kennisoverdracht Training en Consulting Leersystemen Kennisniveau van huidig personeel Festo Didactic Kennisniveau van toekomstig personeel

Elektrisch Positioneren Theorie: Wat is elektrisch positioneren Industriële toepassingen Motoren en Motorregelingen Positioneren Encoder Selectie motor en motorcontroller Opgaven: Opbouwen van een servomotor-systeem Configuratie en inbedrijfstellen van een servomotor-systeem Configureren van een toerentalregeling Homing procedure uitvoeren en positioneren Sequentieel positioneren

Wat is elektrisch positioneren Het besturen van een elektromotor zodat deze in elke positie gestopt kan worden. Door de motor te koppelen aan een mechanische aandrijving kan de roterende beweging omgezet worden in een lineaire beweging. Door meerdere assen te koppelen ontstaat een X-Y portaal. Afhankelijk van de controller is een punt naar punt beweging mogelijk of een baanbesturing.

Wat is elektrisch positioneren Met 3 vrij programmeerbare assen kan ook een Tripod samengesteld worden. Hiermee kunnen heel snel pick and place handelingen uitgevoerd worden. De volgende stap in flexibiliteit is de Bionic Tripod. Geïnspireerd door de natuur. In het Bionic Learning Network, een samenwerking tussen Festo en gerenommeerde universiteiten, instituten en ontwikkeling bedrijven, principes uit de natuur te bieden nieuwe impuls voor technologie en industriële toepassingen.

Industriële toepassingen

DC motor (Gelijkstroommotor) De snelheid van een DC motor is afhankelijk van de spanning. De snelheidsregeling kan gerealiseerd worden met behulp van eenvoudige elektronica Het omdraaien van de draairichting kan gerealiseerd worden door het omwisselen van de polariteit. M

DC motor (Gelijkstroommotor) + Eenvoudige regeling - Onderhoud De koolborstels van de commutator slijten en moeten na een x-aantal draaiuren vervangen worden M

AC motor (Draaistroommotor) De snelheid van een AC motor is afhankelijk van de frequentie. De snelheidsregeling kan gerealiseerd worden met behulp van een frequentieregelaar (sturing) Het omdraaien van de draairichting kan gerealiseerd worden door de volgorde van de statorpolen te veranderen. M 3 ~

AC motor (Draaistroommotor) + Goede dynamische eigenschappen Motor is goedkoop Geen onderhoud - Complexe, dure regeling M 3 ~

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z Combineren we nu de drie fasen en kijken we naar het gedrag van het totale magneetveld. Dan zul je zien dat het magneetveld een draaiende beweging maakt en de rotor als het ware meeneemt.

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z

Magnetisch gedrag van de 3 fasen Z Opnieuw

Stappenmotor De snelheid van een stappenmotor is afhankelijk van het aantal statorpolen en de schakelfrequentie. De snelheidsregeling kan gerealiseerd worden met behulp van elektronica Het omdraaien van de draairichting kan gerealiseerd worden door de schakelvolgorde van de elektronica aan te passen .

+ - Stappenmotor Goedkoop Onderhoudsvrij De stappenmotor kan ook koppel leveren als hij stilstaat en kan daarom als standrem fungeren - Beperkte dynamische eigenschappen

Positioneren met een DC servomotor Op de as van de DC motor wordt een encoder geplaatst. Deze genereert signalen die teruggekoppeld worden naar de regelaar. De regelaar krijgt op die manier de een terugkoppeling van de beweging van de motor. Tot 1980 was de DC motor een belangrijke aandrijving bij het positioneren. Tegenwoordig wordt deze alleen nog toegepast wanneer de levensduureisen niet zo hoog zijn (koolborstels). Het is een relatief goedkope oplossing. M

Positioneren met een AC servomotor Op de as van de DC motor wordt een encoder geplaatst. Deze genereert signalen die teruggekoppeld worden naar de regelaar. De regelaar krijgt op die manier de een terugkoppeling van de beweging van de motor. Door de goede dynamische eigenschappen van de AC motor en de steeds lagere kosten voor elektronica worden AC servomotoren tegenwoordig het meest toegepast om te positioneren. M 3~

Positioneren met een stappenmotor De stappenmotor maakt het aantal stappen dat door de controller gegeven wordt. Hierdoor is een encoder niet nodig. Indien de as door mechanische invloeden wordt tegengewerkt kan het voorkomen dat enkel stappen niet uitgevoerd worden. Met een afwijking in de applicatie tot gevolg.

Positioneren met een servo lite (stappenmotor met encoder) Door toch een encoder aan de stappenmotor te bevestigen ontstaat een servosysteem met een stappenmotor. Met dit systeem kan de afwijking gemeten en weggeregeld worden.

Selectie Motor en Motorcontroller Welke type motor moet ik kiezen bij mijn toepassing? Servo-, stappenmotor of servo-lite. Hoe groot moet deze motor zijn? Welke aandrijving kan ik toepassen? spindel of tandriem. Welke geleiding moet ik toepassen? Hoe zwaar (%) wordt de motor, as en geleiding belast? Stuklijst van de componenten.

Opgave 1: Opbouwen van een servomotor-systeem Stappenmotor Servomotor

Opgave 2: Configuratie en inbedrijfstellen van een servomotor-systeem Voordat het systeem in gebruik genomen kan worden moet het systeem geconfigureerd worden. Pas de basisinstellingen in FCT aan overeenkomstig de beschikbare hardware.

Opgave 2: Configuratie en inbedrijfstellen van een servomotor-systeem Stappenmotor Stappenmotor Servomotor

Besturingsinterfaces Alleen stappenmotoren Optioneel met insteekmodule Puls/Richting RS422 and 24VDC Analoog +/- 10VDC Binair (4 modes) Serial RS232 (RS485) CANopen Profibus DeviceNet FHPP-Profil DSP402 (DriveBus) FHPP-Profile FHPP-Profile Opgave 3 Configureren Van een toerentalregeling

Opgave 3 Configureren van een toerentalregeling meting 1 Het aanpassen van de snelheid van de motor is een basisapplicatie. In deze opgave gaan we de snelheid analoog regelen met behulp van de analoge ingang. De analoge ingang wordt gesimuleerd door potentiometer Ain0

Opgave 3 Configureren van een toerentalregeling meting 1 Stappenmotor Stappenmotor Servomotor

Opgave 3 Configureren van een toerentalregeling meting 1

Aanloopregeling Door de massatraagheid van het systeem is het niet wenselijk de motor direct op vol vermogen aan te zetten. Bij een geleidelijk toenemende snelheid is de versnelling constant. Versnelling Snelheid Versnelling Snelheid Deceleratie Acceleratie

Opgave 3 Configureren van een toerentalregeling meting 2 en 3 Het is raadzaam om een aanloopregeling toe te passen waarbij de snelheid en versnelling aan gepast kan worden aan de dynamiek van de motor en de belasting. De stijging / daling (hellingshoek) van de ingangswaarde voor de snelheid moet vastgelegd worden in een diagram.

Opgave 3 Configureren van een toerentalregeling meting 2 en 3

Aandrijvingen: Tandriem 2 Tandwielen 1 Tandriem Eén tandwiel is aangedreven De uiteinden van de tandriem zijn bevestigd aan de slede De motor is haaks op de as gemonteerd

Aandrijving: Spindel Spindel met schroefdraad In de loper is een spindelmoer aangebracht De motor staat in lijn met de aandrijving De spindel is gevoelig voor impact energie

Aandrijving: Geleiding Zonder Glijlager Rollager (RF) Heavy duty (HD) Kogelomloop (KF) Luchtlager

Kogelomloopgeleiding (KF en HD) Wrijving tussen de kogels zorgt voor lawaai Geen wrijving tussen de kogels voorkomt lawaai.

Vergelijk tussen tandriem en spindelaandrijving Lengte 5,000 mm 2,000 mm Verplaatsing per omwenteling 32 – 176 mm 4 – 30 mm Max. snelheid 1 – 5 m/s 0.2 – 1.2 m/s Max. acceleratie 15 – 50 m/s2 15 m/s2 Max. Kracht 15 – 2000 N 140 – 3000 N Herhalings- nauwkeurigheid 0.08 – 0.1 mm ± 0.02 mm Kracht en pr

Besturingsinterfaces Alleen stappenmotoren Optioneel met insteekmodule Puls/Richting RS422 and 24VDC Analoog +/- 10VDC Binair (4 modes) Serial RS232 (RS485) CANopen Profibus DeviceNet FHPP-Profil DSP402 (DriveBus) FHPP-Profile FHPP-Profile Opgave 4 Homing Procedure Uitvoeren en positioneren

Opgave 4a: Homing procedure uitvoeren en positioneren Stappenmotor Servomotor

Opgave 5a: Sequentieel positioneren van meerdere postities Servomotor Stappenmotor

Opgave 6: Sequentieel positioneren met startvoorwaarde Stappenmotor Servomotor

Opgave 7: Aansturen van de motor controller vanuit een PLC met I/O Ontwerp een aansturing voor de motorcontroller met behulp van een PLC. Gebruik hiervoor de digitale in en uitgangen.

Opgave 7: Aansturen van de motor controller vanuit een PLC met ProfiBus Ontwerp een aansturing voor de motorcontroller met behulp van een PLC. Gebruik hiervoor de het ProfiBus veldbussysteem. Hiervoor is de uitbreidingsmodule ProfiBus voor de motorcontroller noodzakelijk.