Hệ thống đo lường kỹ thuật số cho hệ thống thanh ray dẫn hướng bi và con lăn

Bosch Rexroth đã mở rộng hệ thống đo lường tích hợp cho các hệ thống thanh ray định hình với các cảm biến và tiêu chuẩn giao tiếp bổ sung. Công nghệ này hướng đến kỹ thuật cơ khí và nhà máy, đặc biệt là các ứng dụng động như rô-bốt tuyến tính và máy công cụ, nhằm cung cấp dữ liệu quá trình liên tục cho việc giám sát nhà máy.

Những thách thức của việc giám sát quá trình trong công nghệ tuyến tính
Các ứng dụng động trong kỹ thuật nhà máy công nghiệp, bao gồm hệ thống cổng trục cũng như hệ thống cắt và laser, đòi hỏi mức độ chính xác và độ ổn định quá trình cơ học cao nhất. Để đảm bảo giám sát tình trạng và quá trình hiệu quả, các trục tuyến tính được sử dụng phải có khả năng đánh giá bằng kỹ thuật số. Các hệ thống tuyến tính trước đây chủ yếu chỉ cung cấp dữ liệu vị trí đơn thuần cho hệ thống điều khiển. Tuy nhiên, các khái niệm bảo trì dự đoán hiện đại yêu cầu các thông số vật lý bổ sung trực tiếp từ trục chuyển động mà không làm tăng không gian lắp đặt kết cấu thông qua các cảm biến bên ngoài.

Cảm biến MEMS và giao tiếp BiSS-C
Để thu thập các biến đo lường mở rộng này, hệ thống đo lường tuyệt đối IMS-A tích hợp một cảm biến MEMS trực tiếp vào khối trượt của hệ thống thanh ray dẫn hướng bi và con lăn có độ chính xác cao (có sẵn cho các dòng BSHP và RSHP) với không gian được tối ưu hóa. Ngoài việc đo vị trí, bộ phận cảm biến còn ghi lại các thông số như gia tốc, vị trí không gian, nhiệt độ, cũng như quãng đường và số giờ hoạt động. Việc truyền dữ liệu đến hệ thống điều khiển máy diễn ra đồng bộ và không bị nhiễu thông qua giao diện cảm biến BiSS-C (Giao diện đồng bộ nối tiếp hai chiều). Là một bản nâng cấp được chứng nhận của tiêu chuẩn SSI, giao thức mã nguồn mở này cho phép giao tiếp hai chiều, kỹ thuật số hoàn toàn với tốc độ xung nhịp cao hơn, tích hợp chẩn đoán và bảo vệ CRC.

Cơ sở dữ liệu cho tình trạng máy và phân tích lỗi
Việc cung cấp dữ liệu cảm biến bổ sung trực tiếp từ khối trượt tạo ra một cơ sở thông tin đáng tin cậy cho các kiến trúc giám sát phức tạp. Thông qua việc ghi lại liên tục các dao động trong ba trục không gian hoặc cấu hình nhiệt độ, có thể thực hiện các đánh giá tình trạng máy, bảo trì dựa trên tình trạng hoặc phân tích quá trình được hỗ trợ bởi AI. Trong trường hợp trục trặc cơ học hoặc sai lệch bất ngờ, tính minh bạch dữ liệu mở rộng giúp tăng tốc quá trình chẩn đoán. Ví dụ, sự cố va chạm máy có thể được tái tạo chi tiết bằng cách sử dụng các giá trị gia tốc được ghi lại để làm rõ chính xác các vấn đề về dịch vụ hoặc trách nhiệm pháp lý.

Tích hợp và cấu hình giao diện
Phiên bản BiSS-C mới bổ sung cho danh mục giao diện hiện có của IMS-A, vốn đã bao gồm các giao thức như SSI, HIPERFACE, DRIVE-CLiQ và FANUC αi. Việc thiết kế và cấu hình các hệ thống, bao gồm cả việc cung cấp dữ liệu CAD và tài liệu kỹ thuật, được thực hiện thông qua các bộ cấu hình trực tuyến kỹ thuật số cho khối trượt và thanh ray dẫn hướng.

Bối cảnh bổ sung
Phần này trình bày chi tiết các thông số kỹ thuật và đánh giá chuẩn so sánh cạnh tranh không có trong thông báo sản phẩm ban đầu

Trên thị trường hệ thống đo lường tích hợp trong dẫn hướng tuyến tính, Bosch Rexroth IMS-A cạnh tranh với các hệ thống như SCHNEEBERGER MONORAIL AMS hoặc các hệ thống đo lường tích hợp từ HEIDENHAIN. Trong khi các bộ mã hóa tuyến tính quang học hoặc từ tính độ phân giải cao chủ yếu được thiết kế để ghi lại vị trí chính xác, IMS-A tạo ra sự khác biệt thông qua việc tích hợp trực tiếp cảm biến MEMS (Hệ thống vi cơ điện tử) để ghi lại đồng thời dữ liệu nhiệt độ và gia tốc 3D. Sự kết hợp giữa bộ mã hóa vị trí và cảm biến giám sát tình trạng trong cùng một vỏ bọc làm giảm đáng kể nỗ lực đi dây trong các máy công cụ có tính động lực học cao. Việc triển khai giao thức mã nguồn mở do Hiệp hội BiSS-C duy trì cũng cung cấp một giải pháp thay thế độc lập với phần cứng cho các giao diện truyền động độc quyền, điều này tạo thuận lợi đáng kể cho việc tích hợp tín hiệu vào các hệ thống điều khiển không đồng nhất.

Biên tập bởi Maria Brueva, biên tập viên của Induportals – được điều chỉnh bởi AI.

www.boschrexroth.com