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Reduzca el tiempo de proceso, mejore los resultados con supresión avanzada de la vibración
¿La vibración no controlada afecta sus resultados?
La vibración puede hacer que cualquier proceso de alta velocidad y alta precisión se detenga de forma inesperada y costosa.
En industrias tan diversas como las de fabricación de semiconductores, herramientas para máquinas y manipulación de materiales, los componentes mecánicos son susceptibles a la vibración excesiva. Puede suceder por una variedad de razones, como conformidad (o flexibilidad) del mecanismo, inercias desiguales entre la carga de una máquina y su motor, resonancia de la máquina, acoplamientos sueltos, tensiones de correa inadecuadas, etc.
La vibración no controlada puede causar estragos en los tiempos del ciclo, especialmente en los servomotores de sistemas mecánicos complejos que no son muy rígidos. Considere un brazo robótico en un centro de recolección y colocación. A medida que se mueve rápidamente hacia adelante y atrás y hacia arriba y abajo, se crean ligeras vibraciones en sus componentes. Para ser lo más preciso posible, debe hacer una pausa después de cada movimiento hasta que se detenga la vibración. Aunque puede detenerse por unos pocos milisegundos, esos “tiempos de ajuste” pueden acumular retrasos significativos en una instalación que realiza millones de operaciones de recolección y colocación por hora.
La vibración también es un problema en aplicaciones que requieren un movimiento uniforme y constante, como un robot que suelda un cordón fino en un producto pequeño. Cualquier movimiento innecesario podría desalinear la trayectoria de soldadura y provocar una pieza defectuosa.
Los tiempos de ciclo prolongados reducen el rendimiento y destruyen la eficiencia. Los errores de producción y las piezas defectuosas aumentan los costos por descarte y se comen las ganancias. Pero sus productos y procesos no son las únicas víctimas de la vibración. También puede reducir la vida útil de los componentes eléctricos y mecánicos por igual, lo que significa mayores costos de mantenimiento y reemplazo de equipos.
La mayoría de los fabricantes de servos han ofrecido durante mucho tiempo productos con una variedad de características integradas, como filtros de paso bajo y de muesca, que pueden configurarse manual o automáticamente para mitigar la vibración. Estas funciones ayudan, pero a menudo tienen limitaciones que les impiden resolver el problema por completo. Por ejemplo, los filtros de paso bajo disminuyen la respuesta de alta frecuencia del servosistema, lo que limita el ancho de banda utilizable del sistema.
Los filtros por sí solos tampoco pueden erradicar completamente el problema porque las condiciones mecánicas y ambientales cambian con el tiempo. Por ejemplo, las corres se aflojan, los cojinetes se desgastan, las temperaturas fluctúan en la planta. Estas condiciones no son mitigadas por filtros preestablecidos y, si bien pueden provocar cambios graduales que un operador podría no notar por un tiempo, pueden tener un efecto significativo en la vibración del equipo.
La supresión avanzada de la vibración es la respuesta
La mejor respuesta de hoy para prevenir problemas causados por la vibración es el uso de algoritmos avanzados de supresión de vibración programados directamente en los servosistemas.
El servomotor actúa como un sensor en este tipo de sistema. Utiliza información sobre par de torsión, velocidad, posición y otros factores para detectar vibraciones y resonancia en la máquina o el sistema. Para hacerlo, compara los datos de comando con las condiciones reales y observa las discrepancias. El controlador está programado para hacer ajustes para compensar esas discrepancias y ponerlos a punto para que el sistema vuelva a tener un rendimiento óptimo.
Las características de supresión de vibración más recientes pueden identificar y mitigar varias fuentes de vibración en varios componentes. Por ejemplo, algunos sistemas pueden resolver la vibración tanto de la base de la máquina como de la carga a través de tres inercias diferentes: de la carga, del brazo y de la base de la máquina.
Ventajas de eliminar la vibración excesiva
Al controlar los problemas de vibración en sus máquinas, puede evitar una serie de problemas costosos y que consumen mucho tiempo. Puede acortar los tiempos de ajuste, lo que resulta en un mayor rendimiento, una mejor eficiencia operativa y más piezas por hora. Puede reducir el número de piezas defectuosas porque las operaciones no se interrumpen y permanecen consistentes y precisas. Y puede mantener su equipo funcionando sin problemas y silenciosamente durante más tiempo, reduciendo el desgaste y evitando fallas prematuras de las máquinas.
Como característica estándar incorporada en todos los sistemas MELSERVO-J5, el algoritmo suprime la vibración del lado de la carga de las frecuencias de 1 a 100 hertz. Esto significa que funciona en mecanismos de una amplia gama de flexibilidades. La solución suprime las vibraciones en un sistema mecánico de hasta tres inercias (por ejemplo, carga, base y brazo).
Cómo Mitsubishi Electric puede ayudar
Mitsubishi Electric ofrece una variedad de potentes características de supresión de vibración, la última de las cuales es el algoritmo Advanced Vibration Suppression Control II, incorporado en los servoamplificadores y motores MELSERVO-J5 más recientes.
Como característica estándar incorporada en todos los sistemas MELSERVO-J5, el algoritmo suprime la vibración del lado de la carga de las frecuencias de 1 a 100 hertz. Esto significa que funciona en mecanismos de una amplia gama de flexibilidades. La solución suprime las vibraciones en un sistema mecánico de hasta tres inercias (por ejemplo, carga, base y brazo).
La solución también es fácil de usar. Puede configurarse como una operación automatizada de "configuración y olvido", o bien, ajustarse precisamente y controlarse de forma manual para cumplir con requisitos específicos. Los ajustes son sencillos de hacer a través de nuestro software MR Configurator2.
No permita que la vibración no controlada afecte sus máquinas o sus resultados. Para obtener el mejor rendimiento del servo en todos sus procesos de alta velocidad y alta precisión, busque una supresión de vibración avanzada que mantenga su empresa competitiva y sus operaciones eficientes.
Ingredientes de las soluciones de automatización
Obtenga más información sobre los productos servo de Mitsubishi Electric y las tecnologías de vanguardia recién introducidas, como la supresión de vibración y el ajuste rápido.
 Dan Zachacki
Ingeniera sénior en marketing de productos
Mitsubishi Electric Automation, Inc.
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 Curtis Sylliaasen
Ingeniera sénior en marketing de productos
Mitsubishi Electric Automation, Inc.
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