De grootste kennisbank van het HBO

Inspiratie op jouw vakgebied

Vrij toegankelijk

Terug naar zoekresultatenDeel deze publicatie

Dynamisch balanceersysteem met CoDeSys

Rechten: Alle rechten voorbehouden

Dynamisch balanceersysteem met CoDeSys

Rechten: Alle rechten voorbehouden

Samenvatting

Positioneringmachines (bijvoorbeeld een pick and place robot) moeten tegenwoordig steeds sneller en nauwkeuriger kunnen werken. Om een hoge snelheid te krijgen, zijn er grote versnellingen en
vertragingen nodig. Deze versnellingen en vertragen veroorzaken reactiekrachten en reactiemomenten, die voor ongewenste trillingen in de machine en de omgeving zorgen. Trillingen in
de machine hebben onnauwkeurigheid tot gevolg. Wanneer er een voorwerp nauwkeurig op een positie moet worden gezet, moet er gewacht worden totdat het systeem uitgedempt is. Door de
grote krachten moet ook het frame van de machine zwaarder uitgevoerd worden. Om de trillingen te beperken / vermijden, zijn er 3 oplossingen:
1. De bewegende massa in machine zo laag mogelijk houden.
2. Het toevoegen van demping en vervolgens wachten totdat de trillingen uitgedempt zijn.
3. Het toevoegen van een dynamisch balanceersysteem, dat de reactiekrachten en reactiemomenten compenseert, zodat ze nul worden. Dit is mogelijk door een balansmassa.
Aan de Universiteit Twente wordt onderzoek gedaan naar dynamisch balanceren en is er een testopstelling gemaakt. Dit model bestaat uit een H-brug (XY-robot), die opgehangen is aan kabels.
Wanneer de H-brug een beweging maakt met een hoge versnelling en vertraging, zullen de trillingen duidelijk zichtbaar zijn, doordat de H-brug een uitwijking maakt. Tegen de H-brug is het balanceersysteem bevestigd, dat bestaat uit een 2-rrr robot en een servomotor met een schijf. Met de 2-rrr robot is het mogelijk om een XY-bewegingen te maken.
Het doel van het afstudeerproject was een geschikt besturingsprogramma te schrijven die de gehele
opstelling nauwkeurig aanstuurt, zodanig dat het systeem stil in de kabels blijft hangen wanneer de H-brug een snelle beweging maakt. Het geheel is geprogrammeerd in het softwarepakket CoDeSys
(Controller Development System). Dit softwarepakket draait in de vorm van een softwarematige PLC op een PC. Deze PC communiceert via een snelle EtherCAT-verbinding (variant op Ethernet) met de
servoregelaars, die de motoren van de H-brug en het balanceersysteem aansturen.
De reactiekrachten (resulterende krachten) worden veroorzaakt door versnellende massa's. In de H-brug is er sprake van een bewegende massa in de X-richting en een bewegende massa in de
Y-richting. Doordat de PC tijdens de beweging berekent welke reactiekrachten ontstaan, is het mogelijk om het balanceersysteem dezelfde reactiekrachten te laten maken. Als de reactiekrachten
van het balanceersysteem tegenovergesteld zijn ten opzichte van de reactiekrachten van de H-brug en als de krachten even groot zijn, dan zijn de netto krachten nul en is het systeem gebalanceerd,
waardoor het stil in de kabels blijft hangen.
Verder zijn er nog de schudmomenten. Deze momenten ontstaan doordat roterende onderdelen (zoals motoren, hoekwielen en reductoren) versnellen en vertragen. Deze reactiemomenten worden
ook tijdens de beweging berekend. Verder ontstaat er door het balanceren nog een extra moment. Dit moment ontstaat, doordat de reactiekrachten niet recht tegenover elkaar gecompenseerd
worden. Tussen de reactiekracht van de H-brug en de reactiekracht van het balanceersysteem zit nog een lengte, waardoor er een draaimoment ontstaat. Alle reactiemomenten van alle onderdelen opgeteld samen met het draaimoment, is het schudmoment. Dit is dus het moment wat de
balanceerschijf (inclusief de motor) moet compenseren, om het netto moment nul te houden. Deze berekeningen zijn verwerkt in CoDeSys in zogenaamde functieblokken. Dit zijn overzichtelijke stukjes programma. In het hoofdprogramma zijn deze blokken aan elkaar te koppelen. Uiteindelijk werkt het totale systeem goed en blijft goed in balans voor alle mogelijk pak & plaats
bewegingen, waarbij de opgepakte massa mee gebalanceerd wordt. Daarnaast kan de robot sneller en nauwkeurige bewegen dan voorheen.

Toon meer
OrganisatieAvans Hogeschool
AfdelingATM Academie voor Technologie en Management
PartnersControl Techniques B.V.
Datum2012-06
TypeBachelor
TaalNederlands

Op de HBO Kennisbank vind je publicaties van 26 hogescholen

De grootste kennisbank van het HBO

Inspiratie op jouw vakgebied

Vrij toegankelijk