Viacnásobné osi pohonu servo

Synchronizácia v rámci ekosystému Siemens

Synchronizácia viacerých osí je jednou z kľúčových výziev modernej priemyselnej automatizácie. Rastúce požiadavky na produktivitu, presnosť a flexibilitu výrobných liniek nútia výrobcov strojov, aby sa čoraz viac spoliehali na pokročilé pohonné systémy a ovládače PLC s funkciou riadenia pohybu. Spoločnosť Siemens ako poskytovateľ kompletného ekosystému — od PLC ovládačov a servopohonov až po inžinierske prostredie TIA Portal — poskytuje komplexné nástroje, ktoré umožňujú návrh jednoduchých aj vysoko komplexných viacosových systémov.

Moderné priemyselné stroje, najmä v odvetviach ako balenie, montáž, spracovanie materiálov a logistika, vyžadujú dokonale synchronizovaný pohyb viacerých osí. Dosiahnutie vysokej úrovne presnosti si vyžaduje použitie pokročilých pohybových algoritmov, vysokorýchlostnú komunikáciu medzi ovládačom a jednotkami a starostlivo vybraný hardvér schopný vykonávať tieto funkcie.

1. Servopohony SINAMICS

Základ synchronizácie osí

Select...

Cenovo efektívny pohon pre jednoosové a viacosové aplikácie

SINAMICS S200 je servopohon určený pre typickú montáž, balenie, vyberanie a umiestnenie a jednoduché výrobné stroje. Podporuje režimy regulácie polohy, otáčok a krútiaceho momentu, pracuje s absolútnymi enkodérmi, integruje sa so sieťou PROFINET IRT a je plne kompatibilný s regulátormi S7-1200 G2 a S7-1500 vrátane technologických verzií. Vo viacosových systémoch funguje obzvlášť dobre ako podradná os.

2. Ovládače

Splnenie požiadaviek na synchronizáciu osi

Select...

Nákladovo efektívna riadiaca platforma s funkciou riadenia pohybu

Regulátory SIMATIC S7-1200 druhej generácie ponúkajú výrazne zvýšený výpočtový výkon, podporu synchronizácie osí, elektronické odkláňanie a polohovanie. Natívne sa integrujú s pohonmi SINAMICS S200 a S210, čo umožňuje implementáciu základných viacosových systémov pri zachovaní vysokej presnosti.

3. Kľúčové aspekty

Synchronizácia osi

Elektronická synchronizácia — elektronické prevodovky

Synchronizácia umožňuje replikáciu mechanického spojenia medzi dvoma hriadeľmi. Osová os sleduje hlavnú os s definovaným prevodovým pomerom. Táto funkcia je nevyhnutná v tlačových, baliacich a dopravných strojoch.

Elektronické kamery — Elektronická kamera

Elektronické vačky definujú vzťah medzi pohybmi osi nelineárnym spôsobom. Umožňujú presné ovládanie rezacích nožov, baliacich modulov a tvarovacích staníc. TIA Portal poskytuje grafické prostredie na vytváranie a konfiguráciu elektronických vačkových profilov.

Viacosová interpolácia

Interpolácia je nevyhnutná pri CNC aplikáciách, laserovom rezaní, priemyselnej tlači a pokročilých manipulátoroch pick-and-place. Regulátory SIMATIC S7-1500T umožňujú lineárnu, kruhovú a viacosovú interpoláciu.

Robotická kinematika

T‑CPU ovládače umožňujú konfiguráciu karteziánskych, SCARA, delta a vlastných robotov definovaním kinematickej štruktúry. Výpočty inverznej kinematiky sú vykonávané automaticky regulátorom.

4. Integrácia TIA Portal

Výhoda jedného ekosystému

Ekosystém portálu Siemens TIA Portal

V rámci jedného projektu môžu byť PLC, HMI, disky a siete navrhnuté a spravované spoločne. Všetky komponenty zdieľajú jednotnú diagnostiku, spoločný dátový model a úplnú vzájomnú kompatibilitu.

skrátený čas uvedenia do prevádzky

Automatické sprievodcovia pre osi, vačky a kinematiku spolu s pohybovými blokmi pripravenými na použitie výrazne skracujú čas uvedenia stroja do prevádzky.

Nižšie náklady na vlastníctvo

Jednotné inžinierske prostredie, jeden dodávateľ a jednotná dokumentácia výrazne zjednodušujú servis, modernizáciu a technickú podporu.

Cybersecurity

Ovládače TIA Portal a S7, ako aj najnovšie pohonné systémy ponúkajú pokročilé ochranné mechanizmy, ako je bezpečná komunikácia, úlohy používateľov, šifrovanie a certifikáty — všetko potrebné na splnenie požiadaviek smernice NIS2.

Príklady aplikácií synchronizácie

Baliaci systém s vysoko výkonnými prietokovými a skladacími baliacími strojmi pre čokoládové tyčin

Baliace stroje

synchronizácia filmových, rezacích a tvarovacích modulov

PCB v stroji na výber a umiestnenie v továrni na montáž PCB

Vyberte si a umiestnite

dynamická synchronizácia pohybu, viacosová interpolácia a delta kinematika

Referencia zákazníka MAKA - MAKA PM 270 CNC obrábacie centrum v priemyselnom zariadení, zobrazené s ovládacím panelom a presným pracovným stolom pre automatizované spracovanie materiálu.

Materiálové spracovanie

riadenie viacerých pohybových osí v reálnom čase

Viacvretenový portálový stroj v spoločnosti NWI Aerostructures.

Karteziánske portálové roboty

Karteziánska kinematika a viacrozmerná interpolácia

Zhrnutie

Synchronizácia viacerých hnacích osí je kľúčovým prvkom moderných automatizačných systémov. Poskytnutím kompletného ekosystému — ovládačov PLC, pohonov SINAMICS, motorov SIMOTICS a inžinierskeho prostredia TIA Portal — Siemens umožňuje navrhovať systémy ponúkajúce najvyššiu úroveň presnosti, flexibility a výkonu. Jednotná platforma zjednodušuje integráciu, skracuje čas uvedenia do prevádzky, zaisťuje stabilitu systému a znižuje prevádzkové náklady. Výsledkom je, že inžinieri môžu vyvinúť stroje, ktoré spĺňajú najnáročnejšie priemyselné normy.

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