Wydajne napędy przemysłowe

Fot. 1.

Wśród wielu marek dostępnych na rynku warto zwrócić uwagę na serwonapędy firmy Kinco, stosowane w rozmaitych aplikacjach w przemyśle. Wspomniane napędy to bezszczotkowe silniki synchroniczne prądu przemiennego z magnesami trwałymi zamontowanymi na wirniku. Napędy te charakteryzują się wysoką sprawnością, która pozostaje stała w dużym zakresie obciążenia, mogą też osiągać duże przyspieszenie kątowe wirnika.

Cechują się także dobrymi właściwościami dynamicznymi i regulacyjnymi, gdyż dla silników z magnesami trwałymi właściwa jest szybka reakcja na polecenia układu sterowania wynikająca ze stosunkowo małego momentu bezwładności. Firma WObit, która jest jej przedstawicielem w Polsce, implementuje te silniki m.in. w modułach liniowych własnej produkcji.

OFERTA SERWOSILNIKÓW

WObit proponuje siedem serii silników serwo o rozmiarach kołnierza od 40 do 180 mm. Zakres znamionowego momentu obrotowego wynosi od 0,64 Nm aż do 28 Nm. Wszystkie silniki serwo mają wbudowany enkoder inkrementalny o rozdzielczości 2500 imp./obr. Dostępna moc silnika, w zależności od serii, wynosi od 200 W do 4,4 kW. Co istotne, szczególnie w osiach pionowych, serwosilniki Kinco mogą być wyposażone w hamulec elektromagnetyczny.

Prócz silnika nieodłączną i bardzo istotną częścią składową serwonapędu jest sterownik serwo, który umożliwia uzyskanie pożądanego rezultatu np. odpowiedniej pozycji, liczby obrotów czy prędkości. Kinco oferuje trzy serie sterowników o szerokich możliwościach i atrakcyjnej cenie.

STEROWNIKI SILNIKÓW

Fot. 2. Sterowniki silników z serii (od lewej): CD, FD i JD

Podstawowa seria CD pozwala na kontrolę trójfazowych silników serwo zasilanych prądem przemiennym. Sterowniki komunikują się poprzez interfejs RS232 i mogą pracować w kilku trybach: krok/kierunek (analogicznie do silników krokowych), kontroli prędkości, momentu, pozycji, dojazdu do zadanej pozycji krańcowej.

Czasy rozpędzania i hamowania serwonapędów tej serii są na poziomie 10 ms. Pozwala to na ustawienie bardzo stromej rampy pracy. Najpopularniejsza seria FD wyposażona jest dodatkowo w RS485 (Modbus RTU) oraz CANopen, dzięki czemu mogą współpracować ze sterownikiem PLC czy z panelem operatorskim.

Doskonale spełnia oczekiwania w mniej zaawansowanych aplikacjach, dla których oferowane funkcje są wystarczające, zachowując przy tym bardzo atrakcyjną cenę.

Do bardziej wymagających zastosowań Kinco przygotowało serię JD, która sprawdzi się np. w aplikacjach wieloosiowych, gdyż umożliwia synchronizację wielu osi, a także pełną kontrolę w pętli zamkniętej. Sterowniki z serii JD mogą się komunikować poprzez interfejsy RS232, RS485 oraz CANopen.

Wyposażone są także w funkcję STO (Safe Torque Off), która zapewnia większe bezpieczeństwo pracy poprzez wprowadzenie stanu blokady momentu silnika (bezpieczne wyłączenie momentu) w celu zatrzymania napędu. Urządzenia te są odporne na zakłócenia zewnętrzne oraz mają izolację interfejsów komunikacyjnych.

Dla wszystkich serii sterowników serwo Kinco dostępny jest program na PC zawierający funkcję oscyloskopu, który umożliwia kontrolę takich parametrów jak prędkość, pozycja oraz prąd i prezentację ich na komputerze PC.

APLIKACJE SERWONAPĘDÓW

Serwonapędy wykorzystywane są w wielu procesach, w których istotne jest zapewnienie właściwych pozycji przyjmowanych przez mechanizmy, takie jak sterowanie stołem obrotowym, aplikacje przenoszenia i układania produktów czy utrzymywanie stałego naprężenia rozwijanego lub zwijanego materiału. Stosując napędy serwo, można precyzyjnie sterować pracą osi, poprzez kontrolę pozycji, prędkości oraz momentu.

SILNIKI BLDC

Fot. 3. Silniki BLDC

Obecny trend optymalizacji i zmniejszania rozmiarów maszyn, przy jednoczesnym zwiększaniu ich wydajności sprawia, że takie aspekty, jak wymiary czy napięcie zasilania bywają decydujące przy wyborze napędów.

W zastosowaniach wymagających zasilania prądem stałym - np. w robotach mobilnych czy aplikacjach medycznych (np. mobilnych stołach operacyjnych) firma WObit proponuje silniki bezszczotkowe prądu stałego niemieckich firm Dunkermotoren (seria BG) oraz Buehler Motor (seria 1.25.xxx.xxx).

Wykonywane są na napięcia pracy od 24 do 325 V, prędkości obrotowe od 500 do 10000 obr/min, osiągając moment znamionowy od 2 do 290 Ncm. Zakres dostępnych mocy wynosi od 5 do 1100 W.

Elektronicznie komutowane silniki z serii BG mogą mieć zintegrowane sterowniki o różnych funkcjach. Jedną z najprostszych wersji sterownika jest 4-kwadrantowy sterownik prędkości (SI). W tym wykonaniu dodatkowo istnieje możliwość ustawiania prędkości docelowej za pomocą napięciowego wejścia analogowego 0...10 V.

Dostępne są dwa wejścia cyfrowe warunkujące cztery tryby pracy: obroty lewo/prawo, zablokowanie kontrolera oraz stop z momentem trzymającym. Bardziej zaawansowaną wersją jest silnik ze zintegrowanym 4-kwadrantowym serwosterownikiem (PI), który dostarczany jest z oprogramowaniem na PC umożliwiającym parametryzację (Drive Assistant).

Dzięki temu w łatwy sposób mogą być sparametryzowane podstawowe tryby pracy, jak prędkość, moment i pozycja. Modele od BG45 do BG75 dodatkowo wyposażone są w interfejs CANopen, który pozwala na zmianę najważniejszych parametrów trajektorii jak pozycja, prędkość oraz wartości przyspieszeń w czasie rzeczywistym. W przypadku, gdy w aplikacji wymagany jest inny interfejs komunikacyjny Dunkermotoren proponuje silniki wyposażone w Profibus, ProfiNet oraz EtherCAT.

Dla ilości projektowych dostępny jest również napęd ze zintegrowanym kontrolerem ruchu z funkcją Master. Pozwala on na budowę stacjonarnej sieci bez sterownika nadrzędnego typu PLC. Silnik wyposażony jest w dwa złącza do podłączenia interfejsu sieciowego, stopnia mocy i logiki, uwzględniając definiowane przez użytkownika cyfrowe we/wy. Komunikacja pomiędzy kilkoma sterownikami jest możliwa poprzez we/wy oraz interfejs CANopen.

PODSUMOWANIE

Jak widać, dobór optymalnego rozwiązania wymaga przeanalizowania wielu czynników. Aby znaleźć rozwiązanie idealne dla siebie oraz uzyskać więcej informacji zapraszamy do kontaktu ze specjalistami pod numerem 61 222 74 22, a także na stronę www.wobit.com.pl.

P.P.H. WObit E. K. J. Ober s.c.
www.wobit.com.pl