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機器人混凝土組件自動化

  • Ralfliu
  • 2020年 09月10日 7:55
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大家可能有看過用機器手臂實現大型塑膠件的3D列印,但今天介紹的應用是機械手臂進行混凝土組件的3D列印,肯定十分罕見。這是Aeditive所開發的解決方案,利用兩台大型KUKA機器手臂,實現自動化噴射混凝土的工藝。客戶可以省去製作模板模具的時間,利用機器手臂一層一層的將混凝土噴在鋼筋結構上。達到快速製作的目的。

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力矩馬達(Torque Motor)的過溫保護感知器 (續)

  • Liuct2
  • 2020年 09月07日 17:25
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今天來承續上一篇討論的torque motor的過溫保護的技術, 上一篇連結如下:http://www.imtf4.tw/topicdetail.php?t=1101前情提要: 上次講了馬達裡面的Pt1000用來讓上位控制器可以讀到具體的溫度數值, 事實上, 還有另一個保護的元件, 那就是PTC。PTC的原文為正溫度係數(Positive Thermal Coefficient)不過轉化為保護馬達的溫度元件的名詞了。通常這樣的元件會配置於三個馬達相線圈並且連成一個回路,它一組兩條線並沒有極性,所以不怕被使用者接反,它也叫做thermistor也就是熱敏電阻,而PTC隨著溫度增加阻值也增加。由附圖表中可以看到某德國大廠的力矩馬達其中的轉折溫度在180度C左右。順便解釋一個英文字,同表裡面的Type裡面寫了一個thermistor triplet,我要解釋的是後面這個triplet這個字,講讓大家容易記住就是三劍客的概念,三劍客都是三個人同時出現行俠仗義,所以triplet就是講3個成一組的熱敏電阻,分別配置在3個線圈附近,然後組成一對輸出線路。附圖二乃是國內另外一家力矩馬達廠的說明資料,特色是不只配備一套三劍客,而是兩組三劍客,一組給100度C報警用,另外一組給120度C跳停馬達用。客戶可以依照實際需求配線保護馬達。

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淺談 black channel

  • SandroDing
  • 2020年 09月04日 4:19
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   目前工控領域 Functional Safety 的趨勢是採用IEC 61508 作為設備所需要的標準,當兩個符合 IEC 61508 的工控設備以 field bus 串接一起後,要如何保證安全相關的資料從 A 設備傳到 B 設備後,依然是安全的呢?  IEC 61508 提出兩種方法來確保安全相關的資料在經由 field bus 傳遞後仍然是安全的,其中一個是所謂的 black channel (如下圖),如其名,我們不需要理會 bus 在搞什麼,只要保證資料經過傳遞後仍然是安全的就可以了,那要怎麼做呢?關鍵在於 A 設備和 B 設備事先講好一套機制,根據這套機制得以保證資料經過傳遞後,錯誤率是落在預期範圍內,而且就算錯誤發生了,系統會進入安全模式使該錯誤的後果不會危害人類或環境。  相對於 black,有另一種被稱作 white channel 的通道 (如下圖),這種通道的電氣訊號、線材特性、絕緣方式、開發維修的生命週期等等必須符合 IEC 61508 標準,我們可以把它看成是一個符合 IEC 61508 的設備。    現行的 safety field bus 都是以 black channel 方式來提供安全保證,例如來自 EtherCAT 的 FSoE、PROFINET 的 PROFIsafe、POWERLINK 的 openSAFETY、Ethernet/IP 的 CIP Safety…等,典型作法是將安全機制實作進設備裡的 protocol stack,設備與設備間就可以進行 black channel 溝通,達到資料的安全傳遞。  那麼在現有的通訊協定裡,要如何能達到 black channel 的要求呢?目前大多是以 IEC 61784-3 作為規範標準,該規範提到為了進行 black channel 通訊,設備必須在應用層之上實作出 Functional Safety Communication Profile (FSCP),也就是在不影響既有通訊協定下,往上堆疊一層 Safety Communication Layer (如下圖)。  FSCP 必須有足夠的診斷能力偵測出各種通訊錯誤,IEC 61784-3 提供了各種通訊錯誤的因應手段 (見下圖),例如 Corruption 這種錯誤可以使用 Data integrity assurance 來克服,典型作法是使用 CRC 機制。而在偵測到錯誤後更能讓系統進入安全模式,達成 Functional Safety 的要求。  Black channel 是一個邏輯層,各種通訊協定得以發展出各自的安全版本,如上述的 FSoE、PROFIsafe…等,它不涉及硬體,所以更小的系統例如兩顆 safety MCU 之間也可以用 SPI 進行 black channel 通訊,來確保 MCU 之間交換資料的同時,系統依舊兼顧著 Functional Safety。

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力矩馬達(Torque Motor)的過溫保護感知器

  • Liuct2
  • 2020年 08月28日 11:38
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今天來介紹馬達的過溫保護感知器, 摘錄德國某大品牌的資料來說明, 通常在力矩馬達的定子的三個相的線圈中會有一個相線圈旁邊會安裝一個量測溫度的感知器,然後將其接入驅動器或控制器,通常這種感知器會因溫度而線性地變化電阻值,而控制器接收到這樣的電阻變化就可以依照該感知器的特性曲線得知馬達線圈的溫度,進而在馬達溫度超過某個門檻值的時候相應地跳出警告訊號,或者直接截斷驅動器的電流輸出。而圖中顯示了兩種不同的感知器的兩條曲線,一個為KTY 84-130; 一個為Pt1000; 這兩種不同行為的元件為常見的兩種型式。從圖中可以看到藍色的Pt1000的電阻對溫度變化比較線性,而紅色的KTY 84-130則稍微彎曲,不非常線性, 所以Pt1000對控制器使用起來比較方便估測溫度。又,KTY 84-130為ESD元件容易受到靜電的影響,而Pt1000就沒有這個問題。第二張圖顯示了該溫度感知器的配置與控制器或驅動器的連接關係。需要注意的是KTY 84具有正負極性必須接正確,並不是無極性。順帶一提,由於溫度感知器本身有延遲輸出的問題,如果想要更即時掌握溫度,適當地保護馬達,可以採用第三張圖顯示的補償手段(型號: THPD), 由圖中可以看到針對KTY與Pt1000都有不同機種的對應, 而曲線圖裡面可以看到沒有補償時候溫度具有延遲的現象,而補償後就可以改善這樣的現象,蠻實用的。

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增量式編碼器輸出的驅動電路

  • cycheng1015
  • 2020年 08月18日 17:38
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一般我們所看到與討論的增量式編碼器輸出大多為了抗干擾,採用差動輸出的訊號方式,如下圖所示。(電壓範圍以5V為基準)                                    實際在應用上增量式編碼器輸出的硬體驅動電路其實可以分為3種:電晶體開集極式、推輓式MOSFET晶體式、差動驅動信號式。1. 電晶體開集極式::比較傳統,但是依照接收端採取不同的接收方式(俗稱sink式與source式)則要有不同的輸出電路,也就是不共用電路2. 推輓式MOSFET晶體式:改進第1種,可以以一套電路同時支援不同的接收端的電路型式(sink式或source式);在歐洲常稱這種叫HTL (High Threshold Logic)    如下圖所示:                  3. 差動式驅動電路(又稱RS-422或TTL),採用5V的技術, 差動方式, 抑制雜訊侵入, 頻寬較高,但傳輸距離較短。          通常1與2這兩類的技術,可以搭配比較長距離的傳輸,例如300公尺的傳輸線,因為採用的電壓比較高 (如8~24V dc)。而3的驅動輸出入技術電壓比較低,傳輸距離較短,例如100公尺,但,抗雜訊能力比較強。而且傳輸訊號的頻寬可以比較高,也就是支援的光學尺移動速度可以比較快,或者支援解析度較高的光學尺。下圖為HTL型的SOURCE接法                              下圖為HTL型的SINK接法                          

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