Serwonapędy elektropneumatyczne. Wybrane cechy eksploatacyjne

Wyniki badania

Wyniki badania błędu pozycjonowania serwonapędu zawarto w tab. 1. Otrzymane wyniki wskazują, że dokładność serwonapędów elektropneumatycznych jest gorsza od serwonapędów elektrycznych (które umożliwiają osiąganie błędów pozycjonowania mniejszych o co najmniej dwa rzędy) i serwonapędów elektrohydraulicznych (wg [3] umożliwiają one osiągnięcie błędów pozycjonowania nieprzekraczających kilku setnych milimetra). Dokładność pozycjonowania serwonapędów pneumatycznych nie pozwala na stosowanie ich do napędu zespołów roboczych wymagających obrabiarek i maszyn technologicznych, jest jednak wystarczająca np. do manipulowania przedmiotami obrabianymi. Można je wykorzystać do budowy elastycznych urządzeń transportu technologicznego lub elastycznych gniazd montażowych.

Dla tych samych wartości ciśnienia zasilania i prędkości zadanej zarejestrowano rzeczywistą prędkość serwonapędu, wykorzystując funkcję Trace oprogramowania Festo Configuration Tool. Otrzymane wyniki pokazano na rys. 2-5.

Z zarejestrowanych przebiegów wyznaczono skrajne odchylenia prędkości rzeczywistej od prędkości zadanej z pominięciem rozbiegu i dobiegu serwonapędu (realizowanych z zadanym przyspieszeniem/opóźnieniem wynoszącym 10 m/s²).

Otrzymane wartości zawarto w tab. 2.

Przyjmując, że umiarkowane przeregulowanie nie powinno przekraczać 15%, a duże może dochodzić do 25%, można stwierdzić, że badany serwonapęd poprawnie utrzymuje zadaną prędkość 1 m/s. Natomiast dla prędkości zadanej o wartości 0,1 m/s zaobserwowano niedopuszczalne przeregulowanie prędkości. Dodatkowym problemem są występujące w takich warunkach szybkozmienne oscylacje prędkości, a tym samym – duże przyspieszenia tłoka. W efekcie siłownik serwonapędowy działa wówczas jak wzbudnik drgań dla napędzanego zespołu.

Reasumując, możliwe jest stosowanie serwonapędów elektropneumatycznych jako napędów z regulowaną prędkością, jeżeli eksploatowane będą jedynie przy wysokich nastawach prędkości. Nie jest racjonalne stosowanie serwonapędów elektropneumatycznych do napędu maszyn wymagających dokładnego utrzymywania zadanej prędkości przy jednoczesnej dużej rozpiętości przyjmowanych prędkości.

Podsumowanie

W świetle otrzymanych wyników badań trudno utrzymywać, że serwonapędy elektropneumatyczne są doskonałym zamiennikiem serwonapędów elektrycznych lub hydraulicznych. Nie można jednakże uznać ich za chybioną „odnogę” w ewolucji serwonapędów. Mają one szereg zalet wynikających z ich pneumatycznej „natury”, jak: bezpieczne i czyste medium robocze, łatwość realizacji ruchów liniowych, niska masa silników pneumatycznych, duże prędkości posuwów i niezawodność [2]. Dzięki tym typowym dla pneumatyki cechom serwonapędy elektropneumatyczne mogą być w pewnych aplikacjach optymalnym rozwiązaniem napędu. Aby jednak wybór najlepszego spośród różnego rodzaju rozwiązań serwonapędów (zwłaszcza liniowych) był oparty na prawdziwych przesłankach, inżynierowie mechanicy i mechatronicy powinni znać nie tylko mocne, ale i słabe strony serwonapędów elektropneumatycznych.

Piśmiennictwo

1. Materiały firmy Festo. https://www.festo.com/net/pl_pl/SupportPortal/Downloads/84323/16021/vpwp_pl.pdf.
2. Dindorf R., Takosoglu J.: Inteligentne sterowanie serwonapędu pneumatycznego. Control Engineering, http://www.controlengineering.pl/menu-gorne/artykul/article/inteligentne-sterowanie-serwonapedu-pneumatycznego/.
3. Klarecki K., Hetmańczyk M., Rabsztyn D.: Wybrane zagadnienia nowoczesnych napędów hydrostatycznych. „Górnictwo Odkrywkowe”, nr 4-5/2014.

Galeria

Zobacz więcej