Roboty i wnioski dla nas 9

Roboty i wnioski dla nas 9

 Automatyzacja i roboty nieprędko pozbawią ludzi pracy w Centrum swiatowej cywilizacji. Rojenia i alarmy niepotrzebnie zatruwają wyobraźnie i dusze.
Automatyzacja i robotyzacja  w wielkiej skali jest od lat w Japonii, Niemczech i Korei Południowej. Do cywilizacyjnego wyścigu dołaczają teraz Chiny
W Japonii całkowita ilość zatrudnionych od 25 lat utrzymuje się na zbliżonym poziomie. W Niemczech i Korei ilość pracowników cały czas rośnie.
Na zlecenie niemieckiego Federalnego Ministerstwa Pracy i Spraw Socjalnych w 2016 roku została opracowana prognoza dotycząca rynku pracy. Wynika z niej, że w 2030 roku całkowita ilość pracujacych będzie zbliżona do obecnej liczby pracujących. Jednak w poszczególnych branżach liczba pracowników istotnie się zmieni, w jednych spadnie a w innych wzrośnie.

Obecnie propagowany jest inspirowany przez neoliberalną oligarchie pogląd, ze w odpowiedzi na automatyzacje masowo pozbawiającą ludzi pracy należy wprowadzić niewielki dochód gwarantowany czyli socjal dla każdego.
W antycznym Rzymie frumentacje zbożowe były dochodem gwarantowanym dla ogólu wolnych obywateli Rzymu. Doprowadziły one do okrutnej  grabieży prowincji, biurokratyzacji, rażącej niesprawiedliwości i potwornej korupcji. W końcu frumentacje przyczyniły się do upadku państwa.
Zanim w Polsce automatyzacja pozbawi ludzi pracy i da im poprzez podatki i budżet gwarantowany dochód to jeszcze przynajmniej jedno pokolenie umrze harując i odrabiając pańszczyznę na wschodnioeuropejskim folwarku

Do Polski zwożone są z zachodu stare i złomowany maszyny a w tym roboty przemysłowe. Stan robotów bywa bardzo różny. Część robotów ze zlikwidowanych fabryk jest w całkiem dobrym stanie. Inne nadają się tylko na złom. Naprawa cześci elektroniczno - elektrycznej nie jest trudna. Trwałość przewodów zewnętrznych wynosi około 20 tysięcy godzin a zabudowanych w ramionach przewodów wewnętrznych wynosi około 60 tysięcy godzin pracy.
Spotykane są wszelkie usterki. Silnik może mieć przegrzane uzwojenia i uszkodzoną izolacje. Sterujacy inverter jest zabezpieczony przed zwarciem w silniku a komunikat błędu nie zawsze jest selektywny a bywa zupełnie idiotyczny. Uzwojenie resolvera moze być przerwane.
Przy uszkodzeniu inverterów serwonapędów ratujemy sie podstawieniem sprawnego modułu. Gdy takiego nie mamy znalezienie mikropęknięcia ścieżki PCB czy "zimnego lutu" może być niewyobrażalnie trudne. Oczywiście uszkodzeniu ulegają przegrzane latami moduły tranzystorów IGBT. Pamietać należy ze z reguly robot po wykonaniu ruchu do punktu docelowego trzyma polożenie silnikami którze wytwarzają moment i są cały czas zasilane ! Hamulce nie są wcale uruchamiane. Uruchamianie hamulców daje oszczędności energi ale wymaga częstszej naprawy hamulców !

Obecnie każdy swiatowy koncern mikroelektroniczny oferuje mikrokontrolery do sterowania silników prądu zmiennego AC. Masowe ceny dedykowanych ( to znaczy z odpowiednimi peryferiami) do falowników ( w żadnym razie nie do servonapędów ) 8-bitowych mikrokontrolerów zaczynają sie od 0.5 USD. Można je spotkać w falownikach do pralek i lodówek. Do niedawna w inverterach servomechanizmów stosowano jeszcze mikrokontrolery 16-bitowe ale zostały one teraz wyparte przez 32-bitową  rodzine ARM oczywiście dedykowaną do tego celu ze specjalnymi peryferiami. Ceny tych procesorów zaczynają sie od 2-3 dolarów.
Niektórzy producenci oferują gotowy system do którego należy dołączyć zasilanie, silnik i komputer PC.
Microchip do swoich mikrokontrolerów oferował niskonapięciowy system MCLV ( czyli Microchip Low Voltage ) o cenie ponad 100 USD do silników BLDC i PMSM i wysokonapięciowy system MCHV ( cena circa 500 USD ) obsługujacy równiez silniki asynchroniczne na normalne napięcie sieciowe. Na zdjęciu Microchip dsPICDEM™ MCHV-2 Development System.

Silniki jak najbardziej się kręcą i można nimi sterować ale oprogramowanie jest prymitywne i w żadnym razie nie nadaje się nawet po adaptacji do serwomechanizmu. Biorąc pod uwage niską cene i oszczędność czasu na budowe własnego systemu, od takiego systemu należy zacząć. Po lekturze oryginalnego programu Microchipa , krok po kroku zmieniamy funkcje i dodajemy nowe sprawdzając od czasu do czasu czy to jeszcze pracuje ! Używany silnik serwomechanizmu musi byc porządnie umocowany bowiem przy dynamicznym forsownym ruszeniu lub hamowaniu silnik gwałtownie obróci sie wokól osi dokonując zniszczeń !
   
W falownikach do regulowanych napędów nie ma pomiaru prądu faz a jest tylko detekcja przekroczenia niebezpiecznego poziomu prądu od strony GND modułu IGBT.
Pomiar prądu w inverterach do servonapędów jest konieczny. Na tym polu technologia wyrażnie odstaje od awangardy mikroelektroniki. Można prądy faz silnika mierzyć przy pomocy gotowych konwencjonalnych sensorów prądu z czujnikiem Halla. Taki sensor jest droższy od procesora a są ich przynajmniej dwa. Firma http://www.allegromicro.com oferuje innowacyjne miniaturowe scalone sensory prądu z elementem Halla. Sensor taki kosztuje ca 2 USD czyli prawie tyle ile procesor a więc znów za dużo. Pomiar jest izolowany od potencjałów invertera.

Koncern Hewlett Packard opracował ponad 20 lat temu układy w technologi CMOS rodziny HCPL78XX do pomiaru pradu faz inverterów. Rodzina ta jest rozwijana do dziś dnia. Spadek napiecia na rezystorze fazowym na wyjsciu mostka IGBT  mocy podany jest do przetwornika A/D Sigma-Delta a strumien bitów jest transmitowany szybkim transoptorem. Układ kosztuje ca 3 USD a całe rozwiązanie jest dość skomplikowane i drogie.

Prądy można mierzyć na trzech rezystorach w emiterach dolnych tranzystorów IBGT trójfazowego mostka. Texas Instrument około 20 temu zaproponował pomiar na jednym rezystorze w GND mostka trojfazowego ale realizacja jest trudna a uzyskany efekt nie do końca satysfakcjonujący. W rozwiazaniu z rezystorami do pomiaru prądu procesor jest połączony z potencjałem invertera i musi być izolowany od inteface systemu, którym przyjmuje rozkazy.
Ponieważ temat samochodów elektrycznych EV i totalna automatyzacja podniecają umysły projektantów koncernów to ostatnio temat pomiaru prądu się ożywił. Swiat dostanie tanie i dobre rozwiązanie.