Serwonapędy – praktyczny wybór automatyka
| Prezentacje firmowe Silniki i napędyPopularność i zapotrzebowanie na serwonapędy w automatyce przemysłowej z roku na rok rośnie. Wpływają na to niewątpliwie ich dobre parametry, takie jak duża szybkość i precyzja pozycjonowania, a także duża moc przy zachowaniu kompaktowych wymiarów, dostępne w przystępnej cenie. W artykule przedstawiamy najważniejsze cechy i funkcje serwonapędów z oferty firmy WObit wraz z przykładami zastosowań.
Serwomotor jest specyficznym rodzajem silnika elektrycznego, który pozwala na regulację położenia kątowego wału silnika, prędkości obrotowej oraz przyspieszenia. Występuje zazwyczaj w wersji bezszczotkowej i dodatkowo wyposaża się go w enkoder do pozycjonowania. Określone położenie kątowe wału, wyznaczane przez czujnik, jest sprawdzane w sposób ciągły przez zintegrowany wewnątrz silnika lub zamontowany na zewnątrz sterownik. Kontroler serwo steruje ruchem silnika według jednego lub więcej parametrów – np. docelowej pozycji kątowej wału, ustawionej prędkości obrotowej lub momentu obrotowego.
Serwonapędy Kinco
W ofercie firmy WObit dostępny jest szeroki wybór serwonapędów firmy Kinco. Są to bezszczotkowe silniki synchroniczne prądu przemiennego, z magnesami trwałymi zamontowanymi na wirniku. WObit proponuje silniki serwo AC o rozmiarach kołnierza od 40 do 180 mm oraz serwo DC od 40 do 130 mm. Zakres znamionoznamionowego momentu obrotowego wynosi od 0,16 aż do 48 Nm.
Obecnie dostępne są trzy serie serwosilników AC: SMH z enkoderem inkrementalnym o rozdzielczości 2500 imp./obr, ekonomiczna seria SMC z enkoderem magnetoelektrycznym lub inkrementalnym oraz seria SMS wyposażona w enkoder absolutny jednoobrotowy 20-bitowy albo wieloobrotowy 16-bitowy (zapewniający pamięć zarówno kąta obrotu, jak i liczby obrotów). Dostępna moc silnika, w zależności od serii, wynosi od 50 W do 7,5 kW z enkoderem inkrementalnym lub do 3 kW z enkoderem absolutnym. Co istotne, szczególnie w osiach pionowych, serwosilniki Kinco mogą być wyposażone w hamulec elektromagnetyczny. Omawiane silniki serwo mogą być również kombinowane z przekładniami planetarnymi, ślimakowymi i cykloidalnymi.
Do serwosilników DC Kinco przeznaczone są kontrolery serwo serii FD1x4S. Doskonale nadają się one do zastosowań wymagających kontroli położenia, prędkości lub momentu obrotoweobrotowego. Mogą dynamicznie przełączać się między różnymi trybami sterowania oraz współpracować z silnikami o mocy znamionowej w zakresie 50‒1500 W. Są dostępne z interfejsami RS232, Modbus RTU, CANopen oraz EtherCAT.
Do współpracy z silnikami serwo AC przeznaczone są kontrolery z serii CD3, FD3 oraz JD. Podstawowa seria, CD3, wyposażona jest w interfejs RS232 i służy do kontroli impulsowej oraz analogowej, m.in. pracy w trybach krok/kierunek (analogicznie do silników krokowych), kontroli prędkości, momentu, dojazdu do zadanej pozycji krańcowej.
Najpopularniejsza seria, FD3, dostępna jest z interfejsami RS485 (Modbus RTU), CANopen oraz EtherCAT, które umożliwiają m.in. współpracę ze sterownikiem PLC czy panelem operatorskim HMI. Kontrolery mają kompaktową konstrukcję, zoptymalizowaną o 30% w porównaniu do poprzednich generacji. Sterowniki obsługują funkcję automatycznego strojenia Easy Tune, dzięki czemu są szybciej konfigurowane do większości aplikacji. Kontrolery FD3 obsługują wejście częstotliwości impulsów do 4 MHz, mają funkcję hamowania dynamicznego oraz wbudowany rezystor hamowania, który poprawia ochronę przed przegrzaniem. Sterowniki umożliwiają pracę w kilku trybach: krok/kierunek (analogicznie do silników krokowych), kontroli prędkości, momentu oraz dojazdu do zadanej pozycji krańcowej.
Najbardziej zaawansowana seria, JD, pozwala na synchronizację pracy wielu osi, a także na pełną kontrolę w pętli zamkniętej. Sterowniki te 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 oscylooscyloskopu, który umożliwia kontrolę takich parametrów, jak prędkość, pozycja oraz prąd, a także ich prezentację na komputerze PC.
Wysokowydajne serwonapędy BLDC ze zintegrowanymi kontrolerami
Serwonapędy ze zintegrowanym kontrolerem umożliwiają m.in. tworzenie zdecentralizowanych systemów napędowych, w których sterowniki w silnikach komunikują się ze sobą i z systemem nadrzędnym za pośrednictwem sieci przemysłowej. W takich aplikacjach doskonale sprawdzą się serwonapędy BLDC od niemieckiego producenta, firmy Dunkermotoren. Wysokiej jakości napędy z serii BG o mocy od 3 W do 1,1 kW wykonywane są na napięcia pracy od 6 do 325 V, prędkości obrotowe od 500 do 10 tys. obr./min, osiągając moment znamionowy od 2 do 278 Ncm. Napędy dostępne są z wbudowaną elektroniką z interfejsami CANopen, Profinet, Ether- CAT, oprócz enkodera mogą mieć zintegrowany hamulec, a także być wykonane z przekładnią planetarną oraz kątową. Oferuje się je również z zewnętrznym sterownikiem.
Do wspomnianych zastosowań najlepiej sprawdzą się modele BG z serii dPro, ze zintegrowanym sterownikiem ruchu i enkoderem o wysokiej rozdzielczości oraz komunikacją Profinet i profilem PROFIdrive, znacznie upraszczającym uruchomienie i integrację napędów w środowisku pracy. Silniki te dostępne są z Application Class od 1 do 4, oferując m.in. synchroniczną pracę kilku osi. Dunkermotoren jest pierwszym na świecie producentem, który oferuje Application Class 4 całkowicie zintegrowaną w obudowie silnika. Napędy z serii BG spełniają również wymagania dotyczące najwyższej klasy efektywności energetycznej silników elektrycznych – IE5 (Ultra Premium). Przykładowo, model BG95 dPro charakteryzuje się solidną konstrukcją i szerokim zakresem napięć wejściowych, dzięki czemu jest odpowiedni do zastosowań z zasilaniem bateryjnym i jako zamiennik do aplikacji hydraulicznych.
Zastosowania
Serwonapędy wykorzystywane są w wielu procesach, w których istotne jest zapewnienie właściwych pozycji przyjmowanych przez mechanizmy – takich 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. Ze względu na dokładne pozycjonowanie, duże możliwości regulacyjne oraz pracę zarówno z dużymi, jak i małymi prędkościami stanowią one element składowy obrabiarek CNC oraz robotów przemysłowych. Wypierają coraz częściej silniki indukcyjne z falownikiem, implementowane m.in. w przenośnikach, pompach, wentylatorach czy tokarkach, gdyż są dużo prostszym, pod względem utrzymania parametrów, rozwiązaniem.
Chcesz dowiedzieć się więcej o serwonapędach Kinco oraz serwosilnikach BLDC Dunkermotoren? Zapraszamy do odwiedzenia strony www.wobit.com.pl oraz do kontaktu ze specjalistami firmy.
P.P.H. WObit E. K. J. Ober s.c.
Dęborzyce 16, 62-045 Pniewy
wobit@wobit.com.pl
tel. +48 61 22 27 422
fax +48 61 22 27 439
www.wobit.com.pl
