Flera servodrivaxlar

Synkronisering inom Siemens ekosystem

Synkronisering av flera axlar är en av de viktigaste utmaningarna för modern industriell automation. Ökande krav på produktivitet, precision och flexibilitet i produktionslinjer driver maskintillverkarna att i allt högre grad förlita sig på avancerade drivsystem och PLC-styrenheter med rörelsekontrollfunktion. Siemens, som leverantör av ett komplett ekosystem — från PLC-styrenheter och servodrivenheter till TIA Portal-ingenjörsmiljön — levererar omfattande verktyg som möjliggör design av både enkla och mycket komplexa fleraxliga system.

Moderna industrimaskiner, särskilt inom sektorer som förpackning, montering, materialbearbetning och logistik, kräver perfekt synkroniserad rörelse av flera axlar. För att uppnå en hög precision krävs avancerade rörelsealgoritmer, höghastighetskommunikation mellan styrenheten och frekvensomriktarna och noggrant utvald hårdvara som kan leverera dessa funktioner.

1. SINAMICS servodrivenheter

Grunden för axelsynkronisering

Select...

En kostnadseffektiv drivenhet för enkel- och fleraxliga tillämpningar

SINAMICS S200 är en servoenhet avsedd för typiska monterings-, förpacknings-, plock-och-place-applikationer och enkla produktionsmaskiner. Den stöder lägen för position, hastighet och vridmoment, fungerar med absoluta pulsgivare, integreras med PROFINET IRT-nätverket och är fullt kompatibel med styrenheterna S7-1200 G2 och S7-1500, inklusive teknikversioner. I fleraxliga system fungerar den särskilt bra som slavaxel.

2. Styrenheter

Uppfyller kraven för axelsynkronisering

Select...

En kostnadseffektiv styrplattform med rörelsestyrningsfunktion

Andra generationens SIMATIC S7-1200-styrenheter erbjuder betydligt ökad datorkraft, stöd för axelsynkronisering, elektronisk kamning och positionering. De integreras integrerat med SINAMICS S200- och S210-enheter, vilket möjliggör implementering av grundläggande fleraxliga system samtidigt som hög precision bibehålls.

3. Viktiga aspekter

Axelsynkronisering

Elektronisk synkronisering - Elektronisk växling

Synkronisering möjliggör replikering av en mekanisk anslutning mellan två axlar. Slavaxeln följer huvudaxeln med ett definierat utväxlingsförhållande. Denna funktion är nödvändig i tryck-, förpacknings- och transportmaskiner.

Elektroniska kammar - Elektronisk kamera

Elektroniska kammar definierar förhållandet mellan axelrörelser på ett olinjärt sätt. De möjliggör exakt styrning av skärknivar, inslagningsmoduler och formningsstationer. TIA Portal tillhandahåller en grafisk miljö för att skapa och konfigurera elektroniska kamprofiler.

Fleraxlig interpolering

Interpolering är avgörande för CNC-applikationer, laserskärning, industriell tryckning och avancerade pick-and-place-manipulatorer. SIMATIC S7-1500T-styrenheter möjliggör linjär, cirkulär och fleraxlig interpolering.

Robotkinematik

T‑CPU-styrenheter möjliggör konfiguration av kartesiska, SCARA-, delta- och anpassade robotar genom att definiera den kinematiska strukturen. Omvänd kinematikberäkningar utförs automatiskt av styrenheten.

4. Integration TIA Portal

Fördelen med ett enda ekosystem

Siemens TIA Portal-ekosystemet

Inom ett enda projekt kan PLC, HMI, enheter och nätverk konstrueras och hanteras tillsammans. Alla komponenter delar enhetlig diagnostik, en gemensam datamodell och full ömsesidig kompatibilitet.

Minskad driftsättningstid

Automatiska guider för axlar, kammar och kinematik, tillsammans med färdigställda rörelseblock, minskar maskinens driftsättningstid avsevärt.

Lägre ägandekostnad

En enda ingenjörsmiljö, en leverantör och enhetlig dokumentation förenklar service, modernisering och teknisk support avsevärt.

Cybersecurity

Både TIA Portal- och S7-styrenheterna, liksom de senaste drivsystemen, erbjuder avancerade skyddsmekanismer som säker kommunikation, användarroller, kryptering och certifikat — allt som krävs för att uppfylla kraven i NIS2-direktivet.

Exempel på tillämpningar av synkronisering

Förpackningssystem med högpresterande flödes- och vikmaskiner för chokladkakor.

Förpackningsmaskiner

synkronisering av film-, skärnings- och formningsmoduler

PCB i plock- och placeringsmaskin i PCB-monteringsfabrik

Välj och placera

dynamisk rörelsesynkronisering, fleraxlig interpolation och deltakinematik

Kundreferens MAKA - MAKA PM 270 CNC-bearbetningscenter i en industrianläggning, visas med kontrollpanel och precisionsarbetsbord för automatiserad materialbearbetning.

Materialbearbetning

realtidsstyrning av flera rörelseaxlar

En portalmaskin med flera spindel på NWI Aerostructures.

Kartesiska portalrobotar

Kartesisk kinematik och flerdimensionell interpolation

Sammanfattning

Synkronisering av flera drivaxlar är ett viktigt inslag i moderna automationssystem. Genom att leverera ett komplett ekosystem — PLC-styrenheter, SINAMICS-drivenheter, SIMOTICS-motorer och TIA Portal ingenjörsmiljö — möjliggör Siemens design av system som erbjuder högsta möjliga precision, flexibilitet och prestanda. En enhetlig plattform förenklar integrationen, förkortar driftsättningstiden, säkerställer systemstabilitet och minskar driftskostnaderna. Som ett resultat kan ingenjörer utveckla maskiner som uppfyller de mest krävande industristandarderna.

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