25.04.2019 Система управления 3D-принтером
Компанией ООО «Электротехнические системы Сибирь» разработана, изготовлена и введена в эксплуатацию система управления с числовым программным управлением (ЧПУ) на базе мультипроцессорной платформы Mitsubishi Electric iQ-R, предназначенная для управления механизмами 3D-принтеров, обрабатывающих станков, координатных столов и площадок.
Трехмерная печать стен и других поверхностей выполняется способом подачи сырья через сопло печатающей головки, установленной на портале принтера. Печатающая головка оснащена сервоприводом MR-J4, интегрированным в систему управления по оптоволоконной сети синхронного управления SSCNETIII/H, что позволяет производить печать сложных геометрических поверхностей.
Разработанное техническое решение позволяет создавать установки с количеством приводов перемещения механизмов до 16, при этом единовременно программа интерполяции может обрабатывать до 4 осей, а также осуществлять синхронное управление приводами координатного стола. Предусмотрено два режима задания траектории перемещения, путем загрузки файла с командами G-code и M-code или предварительное программирование алгоритма перемещения в редакторе программ Motion, на языке SFC - инструкций.
Система управления серийно производится на оборудовании промышленной автоматизации Mitsubishi Electric (Япония):
- программируемый контроллер, серии MELSEC iQ-R;
- процессорный модуль управления движением, R16MTCPU;
- модули дискретного и аналогового ввода/вывода: RX41, RY41, R60AD4, R60DA4;
- сенсорная панель оператора, серии GT27;
- сервоусилители, серии MR-J4;
- серводвигатели, серии HG-SR;
- преобразователи частоты, серии FR-F840;
- автоматические выключатели, серии BHW-T10;
- пускатели, серии SD-T12.
Система имеет шкафное исполнение и позволяет управлять технологическими установками, со следующими характеристиками:
- количество осей позиционирования: 2 - 16;
- мощность серводвигателя: 100 Вт - 7 кВт;
- номинальный момент серводвигателя: 1,1-33,3 Нм;
- частота вращения серводвигателя: 0-3000 об/мин;
- диагональ операторского интерфейса: 7 - 12``;
- разрешение датчика обратной связи: 4194304 имп/об;
- количество концевых выключателей: до 32;
- количество тарировочных датчиков: до 16;
- климатическое исполнение: -10 ... +40С;
- посты аварийного останова: до 8.
Опционально, к системе управления может подключаться оборудование системы вентиляции, фильтрации поступающего воздуха, системы аспирации, подготовки и подачи сырья, датчики контроля параметров технологического процесса и наличия сырья.
Комплект поставки системы управления установкой трехмерной печати:
- шкаф управления электроприводами 3D-принтера, в комплекте с сервоусилителями, аппаратами управления, средствами автоматического управления и регулирования, модулями ввода/вывода и устройствами коммутации, для сопряжения с датчиками и исполнительными механизмами;
- пульт дистанционного управления с панельным компьютером, для загрузки и просмотра управляющих программ, управления вспомогательным оборудованием, просмотра и визуализации G-code программ;
- серводвигатели с датчиком положения, предназначенные для перемещения механизмов портала;
- выключатели концевые и световые завесы безопасности, предотвращающие возникновение нештатных ситуаций, датчики положения;
- комплект кабельной продукции.
Применена концепция Industry 4.0 Ready, которая подразумевает полную готовность оборудования к интеграции в информационное пространство Индустрии 4.0. Готовность заключается в наличии массива статистических и информационных данных о функционировании системы управления и устройств входящих в ее состав. При установке в резервный слот контроллерной сборки iQ-R модуля MES интерфейса или модуля связи OPC UA, сформированные данные могут передаваться на уровень различных программных продуктов, таких как 1С, Microsoft SQL Server, Microsoft Access, на уровень клиентов Adroit SCADA Intelligence и других SCADA продуктов, которые поддерживают технологию UA. Установка модуля OPC UA позволяет, используя проводную связь или облачные сервисы, обмениваться информацией с серверами программ обработки массивов данных с целью формирования статистики, отчетов о функционировании и обслуживании, генерации прогнозов по эксплуатации системы управления и расхода материалов.
По согласованию с заказчиком, возможна полностью автономная эксплуатация системы управления, либо использование системы управления с настроенным каналом удаленного доступа для технической поддержки, как в рамках гарантийного обслуживания, так и в рамках расширенного контракта на сервисное обслуживание по окончании гарантийного срока.
Преимущества технического решения ООО «ЭС Сибирь»:
- гибкая конфигурация системы управления, отвечающая требованиям поставленной задачи;
- отсутствие шаговых двигателей. Применяются сервопривода с датчиком обратной связи, с позиционированием в абсолютной или относительной системах координат;
- сервопривод с функцией удержания механизма на нулевой скорости;
- серводвигатель со встроенным тормозом (опционально);
- используются серийные изделия, что гарантирует возможность быстрого приобретения и замены ЗИП;
- программное обеспечение адаптируется под требования заказчика;
- техническая поддержка изготовителя системы и производителя оборудования.
Применение оборудования Mitsubishi Electric с мультипроцессорной технологией и сервопривода семейства MR-J4 позволяет гибко подбирать конфигурацию системы управления на этапе разработки, исходя из особенностей конкретного технологического процесса и наращивать систему управления, в случае изменения технологии на любом этапе жизненного цикла проекта.
