Více os servopohonu

Synchronizace v rámci ekosystému Siemens

Synchronizace více os je jednou z klíčových výzev moderní průmyslové automatizace. Rostoucí požadavky na produktivitu, přesnost a flexibilitu výrobních linek vedou výrobce strojů k tomu, aby se stále více spoléhali na pokročilé pohonné systémy a řídicí jednotky PLC s funkcí řízení pohybu. Společnost Siemens jako poskytovatel kompletního ekosystému — od řídicích jednotek PLC a servopohonů až po inženýrské prostředí TIA Portal — poskytuje komplexní nástroje, které umožňují navrhování jednoduchých i vysoce složitých víceosých systémů.

Moderní průmyslové stroje, zejména v odvětvích, jako je balení, montáž, zpracování materiálu a logistika, vyžadují dokonale synchronizovaný pohyb více os. Dosažení vysoké úrovně přesnosti vyžaduje použití pokročilých pohybových algoritmů, vysokorychlostní komunikaci mezi řídicí jednotkou a pohony a pečlivě vybraný hardware schopný tyto funkce poskytovat.

1. SERVOpohony SINAMICS

Základ synchronizace os

Select...

Nákladově efektivní pohon pro jednoosé a víceosé aplikace

SINAMICS S200 je servopohon určený pro typické montážní, balicí, pick-and-place aplikace a jednoduché výrobní stroje. Podporuje režimy řízení polohy, rychlosti a točivého momentu, pracuje s absolutními snímači, integruje se do sítě PROFINET IRT a je plně kompatibilní s řídicími jednotkami S7-1200 G2 a S7-1500, včetně technologických verzí. Ve víceosých systémech funguje obzvláště dobře jako podřízená osa.

2. Řadiče

Splnění požadavků na synchronizaci os

Select...

Nákladově efektivní řídicí platforma s funkcí řízení pohybu

Řadiče SIMATIC S7-1200 druhé generace nabízejí výrazně vyšší výpočetní výkon, podporu synchronizace os, elektronického vytahování a polohování. Nativně se integrují s pohony SINAMICS S200 a S210, což umožňuje implementaci základních víceosých systémů při zachování vysoké přesnosti.

3. Klíčové aspekty

Synchronizace os

Elektronická synchronizace — elektronické ozubení

Synchronizace umožňuje replikaci mechanického spojení mezi dvěma hřídelemi. Podřízená osa sleduje hlavní osu s definovaným převodovým poměrem. Tato funkce je nezbytná u tiskových, balicích a dopravních strojů.

Elektronické kamery — Electronic Cam

Elektronické vačky definují vztah mezi pohyby os nelineárním způsobem. Umožňují přesné ovládání řezacích nožů, ovíjecích modulů a tvářecích stanic. TIA Portal poskytuje grafické prostředí pro vytváření a konfiguraci elektronických vačkových profilů.

Víceosá interpolace

Interpolace je nezbytná v CNC aplikacích, laserovém řezání, průmyslovém tisku a pokročilých manipulátorech typu pick-and-place. Řadiče SIMATIC S7-1500T umožňují lineární, kruhovou a víceosou interpolaci.

Robotická kinematika

Řadiče T‑CPU umožňují konfiguraci kartézských, SCARA, delta a vlastních robotů definováním kinematické struktury. Výpočty inverzní kinematiky jsou prováděny regulátorem automaticky.

4. Integrace TIA Portal

Výhoda jediného ekosystému

Ekosystém Siemens TIA Portal

V rámci jednoho projektu mohou být PLC, HMI, disky a sítě navrženy a spravovány společně. Všechny komponenty sdílejí jednotnou diagnostiku, společný datový model a plnou vzájemnou kompatibilitu.

Zkrácená doba uvedení do provozu

Automatičtí průvodci pro osy, vačky a kinematiku spolu s pohybovými bloky připravenými k použití výrazně zkracují dobu uvedení stroje do provozu.

Nižší náklady na vlastnictví

Jediné inženýrské prostředí, jeden dodavatel a jednotná dokumentace výrazně zjednodušují servis, modernizaci a technickou podporu.

Cybersecurity

Řadiče TIA Portal a S7, stejně jako nejnovější pohonné systémy, nabízejí pokročilé ochranné mechanismy, jako je bezpečná komunikace, uživatelské role, šifrování a certifikáty — vše potřebné ke splnění požadavků směrnice NIS2.

Příklady aplikací synchronizace

Balicí systém s vysoce výkonnými průtokovými a skládacími balicími stroji pro čokoládové tyčinky.

Balicí stroje

synchronizace fóliových, řezacích a tvářecích modulů

Deska s plošnými spoji v přenášecím stroji v závodě na sestavování desek s plošnými spoji

Vybírejte a umístěte

dynamická synchronizace pohybu, víceosá interpolace a delta kinematika

Zákaznická reference MAKA - MAKA PM 270 CNC obráběcí centrum v průmyslovém zařízení, zobrazeno s ovládacím panelem a přesným pracovním stolem pro automatizované zpracování materiálu.

Zpracování materiálu

řízení více pohybových os v reálném čase

Vícevřetenový portálový stroj ve společnosti NWI Aerostructure.

Kartézské portálové roboty

Kartézská kinematika a vícerozměrná interpolace

Souhrn

Synchronizace více hnacích os je klíčovým prvkem moderních automatizačních systémů. Tím, že poskytuje kompletní ekosystém — řídicí jednotky PLC, pohony SINAMICS, motory SIMOTICS a inženýrské prostředí TIA Portal — umožňuje Siemens navrhovat systémy nabízející nejvyšší úroveň přesnosti, flexibility a výkonu. Jednotná platforma zjednodušuje integraci, zkracuje dobu uvedení do provozu, zajišťuje stabilitu systému a snižuje provozní náklady. Díky tomu mohou inženýři vyvíjet stroje, které splňují nejnáročnější průmyslové normy.

Bartoš Toczko
Siemens Sp. z o.o.
Května 2026