Trendy w branży napędowej a serwonapędy J5 Mitsubishi Electric

Serwonapędy stanowią integralną część nowoczesnych maszyn. W tym artykule przyjrzymy się, jak firma Mitsubishi Electric odpowiada na zmieniające się trendy, wprowadzając na rynek najnowszą serię serwonapędów - MR-J5.

Posłuchaj
00:00

Melservo J5 to nowa seria serwonapędów, rozwijająca funkcjonalności poprzedniej generacji - MR-J4. Odkryjemy, w jaki sposób innowacyjne technologie przedefiniowują standardy wydajności i bezpieczeństwa, oferując producentom i użytkownikom maszyn nowe korzyści.

Pogoń za precyzją i wydajnością

Projektanci maszyn przemysłowych dążą do maksymalizacji wydajności przy minimalizacji kosztów. Trend ten zyskuje na sile na polskim rynku z powodu wzmożonej konkurencji. Badania wskazują, że światowa branża serwonapędów w 2021 r. wzrosła o 21,6%, a w 2022 r. o 9,1%, prognozując średni roczny wzrost o 5,5% w nadchodzących latach.

Czas odpowiedzi pętli prędkości napędu to kluczowy element efektywności, a MR-J5 wyróżnia się najszybszą odpowiedzią pętli prędkościowej na rynku – 3,5 kHz, czyli każda zmiana wartości zadanej może nastąpić 3500 razy na sekundę. Ograniczenia sieciowe są eliminowane dzięki CC-Link IE TSN, umożliwiającą cykliczną wymianę informacji co 32,5 mikrosekundy. Dodatkowo, silniki PMSM w serii MR-J5 oferują ponad 20% większą efektywność w porównaniu z poprzednią serią, co udowadnia wysoki współczynnik power rate. Precyzyjne pozycjonowanie bez utraty pozycji możliwe jest dzięki wyposażeniu silników w enkoder o rozdzielczości 26 bitów z indukcyjnym podtrzymaniem pozycji w zakresie 65 536 obrotów.

Bezpieczeństwo maszyn i urządzeń

Obecnie stawia przed producentami maszyn stawiane są nowe wymagania dotyczące bezpieczeństwa. Wygrodzenie całej maszyny nie zawsze jest możliwe, a coraz częściej pracownicy mają bezpośredni kontakt z elementami ruchomymi aplikacji, co wymaga nowoczesnych rozwiązań bezpieczeństwa.

Seria MR-J5 redefiniuje podejście do bezpieczeństwa, wprowadzając istotne zmiany. Każdy serwowzmacniacz standardowo posiada 10 funkcji bezpiecznych SIL zgodnych z IEC 61508, takich jak Safe Torque Off (STO), Safe Stop 1 (SS1), Safe Stop 2 (SS2), Safely-limited Torque (SLT) i inne. Te funkcje umożliwiają ustawienie dodatkowych zabezpieczeń m.in. poprzez ustawienie bezpiecznego limitu momentu obrotowego (SLT), chroniąc przed przypadkowymi urazami.

Rozwój bezpieczeństwa wymaga także przesyłania sygnałów bezpiecznych po sieci Ethernet, a napędy MR-J5 standardowo wspierają tę funkcję. Sygnały bezpieczne mogą być aktywowane nie tylko poprzez autorską sieć Mitsubishi Electric – CC-Link IE TSN, ale również poprzez sieć EtherCAT.

Wykorzystanie różnych protokołów sieciowych w obrębie tej samej aplikacji

Zwiększona konkurencja na rynku wymusza przyjęcie podejścia uwzględniającego różnorodność interfejsów sieciowych w aplikacjach, co otwiera nowe perspektywy dla projektowania i integracji maszyn.

Właśnie dlatego, MR-J5 oferuje obsługę wielu protokołów sieciowych. Oprócz wsparcia dla sieci CC-Link IE TSN, serwonapędy są w pełni kompatybilne z siecią EtherCAT. To oznacza, że MR-J5 bez problemu integruje się z kontrolerami EtherCAT, umożliwiając synchronizację napędów w obrębie sieci z cyklem 125 µs, zgodność z CiA402 i pełną kompatybilność z PLCopen.

Zmniejszenie gabarytów maszyn

W dzisiejszym przemyśle, zorientowanym na kompaktowość maszyn i optymalne wykorzystanie przestrzeni produkcyjnej, seria serwonapędów MR-J5 stanowi odpowiedź na wyzwania związane z redukcją gabarytów aplikacji. Redukcję miejsca w szafie elektrycznej osiąga się poprzez zastosowanie wzmacniaczy wieloosiowych lub systemów typu wspólna szyna DC. W przypadku wzmacniaczy 3-osiowych, miejsce w szafie może zmniejszyć się nawet o 40%, a zastosowanie systemów wspólnej szyny DC, takich jak MR-J5D, pozwala osiągnąć redukcję na poziomie 50%, umożliwiając umieszczenie dwukrotnie większej liczby napędów w jednej szafie. Dodatkowo, zastosowanie napędów MR-J5D przekłada się na oszczędności związane z jednym zasilaczem i jednym filtrem zakłóceń EMC/EMI dla całego systemu.

 
Porównanie przestrzeni zabieranej przez wzmacniacze jednoosiowe w stosunku do wieloosiowych (w przykładzie, zestawiono ze sobą napędy 400W)
 
Porównanie przestrzeni zabieranej przez wzmacniacze jednoosiowe w stosunku do systemu typu wspólna szyna DC

Dodatkowe oszczędności miejsca można również znaleźć w części roboczej aplikacji. Silniki HK- są nawet o 40% krótsze niż analogiczne rozwiązania dostępne na rynku, co wynika z zastosowanej technologii budowy cewki oraz enkodera. Silniki typu flat type, charakteryzujące się zwiększoną flanszą i momentem bezwładności wirnika, znajdują zastosowanie w miejscach, gdzie przestrzeń na montaż napędu jest maksymalnie ograniczona, a konstrukcja o zwiększonej inercji pozwala w niektórych przypadkach na rezygnację z przekładni mechanicznej.

Krótki czas wsparcia urządzeń przez producentów

Okres wsparcia urządzeń przez producentów to kluczowa kwestia zarówno dla użytkowników końcowych, jak i dla system integratorów oraz producentów maszyn. Seria MR-J5 jest w pewnym stopniu kompatybilna wstecznie z serią MR-J2S, która pojawiła się na rynku ponad 25 lat temu, oraz w pełni z serią MR-J4. To oznacza identyczne wymiary przyłączeniowe silników i serwowzmacniaczy, obsługę silników serii MR-J4, specjalną wersję wzmacniaczy z interfejsem sieciowym używanym w poprzedniej serii napędów, współdziałanie w obrębie jednej aplikacji serwonapędów serii starszej z nowszą w trybie kompatybilności, oraz oprogramowanie umożliwiające łatwą konwersję parametrów pomiędzy seriami.

Rosnące ceny energii elektrycznej

W ostatnich latach cenę energii elektrycznej cechuje wzrostowy trend, związany głównie z podwyżkami cen surowców, takich jak gaz ziemny, węgiel i ropa naftowa, używanych do produkcji energii. Cena energii w Polsce wzrosła o ponad 300% w ciągu ostatnich 3 lat. W kontekście tego wyzwania, Mitsubishi Electric proponuje rozwiązanie oparte na serii serwonapędów MR-J5D. Te urządzenia, działające w obrębie wspólnej szyny DC, wykorzystują rekuperację energii, odzyskując energię mechaniczną podczas hamowania napędu i rozdzielając ją między pozostałe napędy. Dzięki temu możliwa jest oszczędność nawet do 70% energii elektrycznej używanej do zasilania napędu.

Predictive maintenance

Sztuczna inteligencja (AI) w automatyce przemysłowej to nie tylko skomplikowane systemy rozproszone, ale także technologie dostępne w mniejszych aplikacjach, takich jak serwonapędy. Przykładem jest funkcja Machine Diagnosis w serii MELSERVO J5, wykorzystująca technologię Maisart od Mitsubishi Electric. Ta funkcja pozwala na podejście predykcyjne do diagnostyki elementów systemu napędowego i mechanicznego, eliminując potrzebę stosowania skomplikowanych algorytmów tworzonych przez kosztownych ekspertów. Machine Diagnosis może być pierwszym krokiem przedsiębiorstwa w kierunku Przemysłu 4.0. Krokiem łatwym a co najważniejsze optymalnym kosztowo, ponieważ wspominanie funkcje predykcyjne są obecne w napędzie w standardzie.

Podsumowanie

Artykuł ten miał na celu zarysowanie kierunków, jakie obecnie przyjmuje przemysł maszynowy. Dynamiczny rozwój tego sektora wymaga nieustannej ewolucji, aby sprostać nowym wyzwaniom. Nasza firma, Mitsubishi Electric, idzie z duchem czasu, a seria MELSERVO J5 powstała, aby umożliwić naszym klientom skuteczne radzenie sobie z obecnymi trendami i przygotowanie się na te, które jeszcze się kształtują.

Chcesz dowiedzieć się więcej? Zapisz się na cykl webinarów na temat serwonapędów! Więcej informacji:
https://pl.mitsubishielectric.com/fa/lp/serwonapedy-melservo-J5.

Autor: Adrian Buryło, Servo&Motion Product Engineer

Źródło: Mitsubishi

Powiązane treści
6-osiowy robot Mitsubishi: zwiększona wydajność i funkcjonalność w robotyzacji
Nowy partner Mitsubishi Electric
Nowe roboty SCARA Mitsubishi Electric wspierają transformację cyfrową w przemyśle
Mitsubishi przejmuje udziały w firmie Movensys
Mitsubishi Electric uruchomi fabrykę w Indiach
Zobacz więcej w kategorii: Gospodarka
Zasilanie, aparatura nn
ENERGETAB 2025 już za kilka dni! Oto krótki przewodnik targowy
Zasilanie, aparatura nn
Rynek transformatorów rozdzielczych
Roboty
Coboty UR wkraczają do mainstreamu: spawanie laserowe i cięcie plazmowe na FABTECH 2025
Roboty
RealMan Robotics otwiera w Pekinie największe centrum szkoleniowe dla robotów humanoidalnych
Przemysł 4.0
Cyfrowy bliźniak Energi
PLC, HMI, Oprogramowanie
Systemy SCADA

Szafa wydawcza JotKEl

Nowoczesny przemysł stanowi szczególne wyzwanie dla gospodarki magazynowej. Duże znaczenie ma zwłaszcza pozyskanie informacji zwrotnej o aktualnym stanie zasobów, co umożliwia optymalizację dostaw. Dobrze zorganizowana gospodarka magazynowa zapewnia ciągłość produkcji, a to bezpośrednio wpływa na redukcję kosztów postojów. Wychodząc naprzeciw tym wymaganiom i bazując na prawie 50-letnim doświadczeniu, firma JotKEl stworzyła system automatycznych mebli wydawczych.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów