Xu hướng tự động hóa trong sản xuất chứng kiến sự thay đổi và dịch chuyển từ các công nghệ cũ hiệu suất thấp bằng các công nghệ mới hiện đại hơn, linh hoạt hơn, chính xác hơn và hiệu suất cao hơn. Trước đây, một số hệ thống điều khiển master-slave như hệ thống dao cắt quay, cắt bay, cưa bay… sử dụng cơ cấu cam cơ khí, tốc độ thấp, độ chính xác thấp, thường xuyên phải canh chỉnh, bảo trì… thì hiện nay, công nghệ cam điện tử – ECAM có thể thay thế cơ cấu cam cơ khí, khắc phục tất cả các nhược điểm của hệ thống cam cơ khí, giúp các nhà sản xuất và chế tạo máy tăng đáng kể hiệu quả sản xuất.

Vậy cam điện tử là gì?

1.  Cơ cấu Cam cơ khí

Để hiểu về ECAM, trước tiên cần tìm hiểu về hệ thống cam cơ khí. cam cơ khí là cơ cấu bao gồm trục cam (master – khâu dẫn) và cần đẩy (slave – khâu bị dẫn) được nối với nhau bằng các khớp. Cơ cấu cam dùng để biến đổi từ chuyển động quay trên trục cam thành chuyển động tịnh tiến hoặc lắc trên cần đẩy, có tính lặp lại hay tuần hoàn theo quy luật cho trước. Cam có hình dạng bề mặt làm việc (biên dạng cam) được chế tạo theo quy luật chuyển động. Khi trục cam quay, cần được cam đẩy chuyển động tịnh tiến hoặc lắc qua lại theo biên dạng cam. Với mỗi vị trí trên trục am tương ứng với 1 vị trí tương ứng của cần đẩy.

Cơ cấu cam được sử dụng rộng rãi vì nó đơn giản, hiệu suất cao, rẻ tiền và có ít khâu động.

Nhược điểm:

• Sai số lớn.
• Cơ cấu cơ khí thường xuyên mài mòn, phải bảo trì bảo dưỡng thường xuyên.
• Khi thay đổi tốc độ, hành trình cần điều chỉnh lâu, tốn thời gian.

2.  CAM điện tử – ECAM

CAM điện tử là một phần mềm thuật toán thường được tích hợp trong bộ điều khiển như PLC, servo drive, bộ điều khiển biến tần… dựa trên nguyên lý mô phỏng biên dạng đường cong cam để thực hiện các ứng dụng master-slave có tính lặp lại hay tuần hoàn thay thế cho cơ cấu cam cơ khí. Hay nói cách khác, ECAM là phần mềm tính toán tương quan giữa trục master hoặc encoder master và động cơ slave, mỗi một vị trí của “master” (trục x) sẽ tương ứng với một vị trí duy nhất của “slave” (trục y) theo hàm y = f(x) được thể hiện qua bảng thông số ECAM.

Ngoài việc điều khiển vị trí, phần mềm thuật toán ECAM còn cho phép điều chỉnh tốc độ, gia tốc, thời gian một cách linh hoạt.

Lợi ích của ECAM:

• Điều khiển chính xác, ổn định, êm ái: mỗi vị trí trong chu kỳ hoạt động được thể hiện trong bảng ECAM với độ nhuyễn cao giúp chuyển động cực kỳ chính xác, ổn định. Ngoài ra phần mềm ECAM có hỗ trợ chức năng nội suy giữa 2 điểm giúp hoạt động mềm mại hơn.

• Thời gian chu kỳ thực hiện nhanh và ngắn hơn: khi sử dụng ECAM, mỗi vị trí (điểm) trong đường cong được xác định chính xác đảm bảo khả năng đáp ứng nhanh, độ trễ giữa các trạng thái gần như bằng không, giảm đáng kể chu kỳ hoạt động thực hiện.
• Dễ dàng điều chỉnh: không giống như cam cơ khí phải thay đổi biên dạng hoặc điều chỉnh các trục cam khi có sự thay đổi tốc độ, thời gian hoặc vị trí trong quá trình hoạt động, ECAM có thể dễ dàng thay đổi chỉ bằng việc thay đổi dữ liệu trong bảng Cam điện tử (nếu thay đổi vị trí). Tốc độ và thời gian cũng có thể thay đổi dễ dàng và linh hoạt trên phần mềm ECAM.
• Ít bảo trì, bảo dưỡng: hệ thống ECAM khắc phục không sử dụng cơ cấu cơ khí do đó không gây mài mòn, ít phải bảo trì bảo dưỡng. Việc calip cũng rất dễ dàng và nhanh chóng.

Ứng dụng của ECAM trong công nghiệp:

ECAM thường được tích hợp trong servo drive (hoặc PLC, bộ điều khiển biến tần) và sử dụng trong các ứng dụng điều khiển master-slave yêu cầu khả năng đáp ứng, độ chính xác và tốc độ cao như: hệ thống dao cắt quay, cắt bay, cưa bay…

Ví dụ về giải pháp sử dụng servo DA200 tích hợp ECAM điều khiển dao cắt bay:

Hệ thống sử dụng bộ Servo cao cấp DA200 (INVT) bao gồm bộ điều khiển (driver) tích hợp ECAM và động cơ servo. Trục chính (master) đưa vật liệu vào, động cơ servo được gắn trên trục vít me để điều khiển tốc độ bàn dao (slave). Chế độ điều khiển vòng kín và khả năng đáp ứng nhanh của bộ servo giúp đáp ứng tốt yêu cầu công nghệ của ứng dụng. Khi hệ thống hoạt động, bộ điều khiển servo nhận tín hiệu phản hồi về chiều dài, tốc độ của sản phẩm từ Master Encoder trên trục chính và tín hiệu về khoảng cách, tốc độ của bàn dao từ Slave Encoder, từ đó tính toán để điều khiển động cơ giúp bàn dao dịch chuyển đồng bộ đảm bảo yêu cầu công nghệ máy và cắt chính xác theo vị trí và chiều dài cài đặt. Khi tốc độ của vật liệu và chiều dài cắt thay đổi, hệ thống lập tức phản hồi đến bộ điều khiển Servo để nhanh chóng điều chỉnh tốc độ động cơ giúp kiểm soát chính xác vị trí và duy trì tốc độ ổn định, đảm bảo độ chính xác ngay cả khi tốc độ cắt cao.

Servo DA200 (INVT) tích hợp ECAM – điều khiển chính xác, linh hoạt cho các ứng dụng phức tạp:

Servo DA200 của INVT do DAT phân phối có tích hợp ECAM với biên dạng CAM lên đến 1000 điểm phù hợp cho các ứng dụng điều khiển master-slave, đem đến nhiều lợi ích cho khách hàng:

• Khả năng đồng bộ siêu cao, điều khiển vị trí cực kỳ linh hoạt và chính xác giúp sản phẩm luôn đạt chất lượng ổn định, loại bỏ hoàn toàn phế phẩm.
• Hệ thống vận hành thông minh, linh hoạt dễ dàng điều chỉnh nhiều chế độ khác nhau, rất thuận tiện cho việc thay đổi đơn hàng. Hỗ trợ lên đến 10 đơn hàng.
• Tối đa năng suất cắt nhờ việc cải thiện tốc độ hệ thống, giảm thời gian dừng máy xuống mức thấp nhất.
• Hỗ trợ tính năng nội suy giữa 2 điểm, giúp hệ thống hoạt động êm ái.
• Giảm thiểu chi phí và thời gian bảo trì, sửa chữa, giải thuật điều khiển cao cấp cho máy hoạt động êm, ngọt, giúp bảo vệ hệ thống cơ khí truyền động, loại bỏ tình trạng rung, giật, hao mòn cơ khí, dao cắt ngọt và sắc.

Ngoài ra DA200 còn có nhiều tính năng đặc biệt khác đáp ứng hoàn hảo yêu cầu điều khiển hiện đại:

• Dải công suất rộng: 0.1kW – 55kW.
• Tốc độ đáp ứng hàng đầu với tần số đáp ứng lên đến 2.0kHz.
• Độ chính xác vị trí xuất sắc ±0.01mm, độ chính xác tốc độ 0.03%.
• Chế độ điều khiển vòng kín toàn phần.
• Giao thức truyền thông đa dạng: Modbus, Profibus, EtherCAT, CANopen, Motionet….

Với những tính năng ưu việt của giải pháp cùng hệ thống dịch vụ kỹ thuật chuyên nghiệp, tận tâm và nhanh chóng, DAT cam kết hiệu quả tốt nhất cho hoạt động nhà máy của bạn. Hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được sở hữu những giải pháp đột phá gia tăng lợi nhuận.