Servotekniikka toisen asteen automaatiotekniikan opetuksessa.

Abstract

Automaatiotekniikan 2. asteen opetusohjelma sisältää koneenohjauksen perusteet. Opintoihin sisältyy laitteiden mekaanisen rakenteen tunteminen ja mm. uutena oppisisältönä servokäytöt. Tällä hetkellä liikkeenohjauksen opetuksessa opiskellaan perusmoottorikäytöt sekä taajuusmuuttajakäytöt. Lisäksi askelmoottoriohjauksen perusteille on materiaalia.

Servokäytöt lisääntyvät kappaleenkäsittelyteollisuudessa samalla tavalla kuin taajuusmuuttajat sähkökäyttöjen ohjauksissa 15-20 vuotta sitten. Opetukseen tämä asettaa uusia vaatimuksia. Tavoitteena on, että jatkossa myös automaatioasentajat tietävät servotekniikan peruskäsitteet ja ymmärtävät liikkeenohjauksen toteutuksen servotekniikalla. Opinnäytetyössä käytetyt servot olivat Omronin Junma –sarjan servoja, SJDE – 02AMC 41 0Y ja servo-ohjaimet Omron SJDE - 02ANA 0Y.

Myös liikkeenohjauksen mekaaniset laiteosat kuuluvat koneenohjauksen oppisisältöihin. Tässä opinnäytetyössä mitoitettiin ja tutkittiin kahden eri akselin, kuularuuvin ja hihnavetoisen lineaariyksikön, käyttöä servo-ohjauksessa.

Opinnäytetyössä suunniteltiin ja rakennettiin opetuslaitteisto, missä X/Y –liikkeet on toteutettu servo-ohjauksella. Laitteisto on mitoiltaan noin 1m x 1m, jolloin samaa laitteistoa voi myös käyttää teknologia-alan markkinointitarkoituksessa erilaisilla oppilasmessuilla.

The curriculum of the automation technology in secondary education degrees includes in the basics of machine control. The studies include the knowledge of the mechanical structure of devices and servo control. Servo control is a new content to be studied. At the moment the basics of AC motors (three phase motors) and frequency convertor control are studied in motion control courses. Furthermore, there is material to basics of the step motor control.

Servo controls are increasing in the part handling industry in the same way as the frequency converters in the controls of electric drives 15-20 years ago. This sets new demands to teaching. The objective is that in the future also the automation mechanics know the basic concepts of the servo technique and understand the basics of the motion control of the servo technique. The servos that were used in this bachelor’s thesis were the Omron Junma – series, SJDE – 02AMC 41 0Y and the servo controllers Omron SJDE - 02ANA 0Y.

The mechanical device parts of the motion control also belong to the studies of the machine control. In this thesis the use of two separate axes, ball screw and a chain drive linear actuator in the servo control were dimensioned and researched.

The focus of this was on development of a teaching machine for servo technology. The machines are called X/Y –table and can be used for teaching. The same equipment can also be used in marketing of this particular field of technology in education exhibitions aimed at potential students.