Środa, 14 luty 2018

Serwonapędy - perspektywiczny i konkurencyjny rynek systemów Motion Control

Branża serwonapędowa to w Polsce sektor o dużym potencjale rozwojowym, z którym można też wiązać spore nadzieje na przyszłość. Sprzyjają temu rosnące wymogi co jakości, precyzji działania i wydajności produkowanych u nas maszyn, a także coraz większa dostępność i atrakcyjność cenowa rozwiązań serwonapędowych. Zagadnienia te omawiamy w nowej edycji raportu techniczno-rynkowego poświęconego tematyce Motion Control.

Serwonapędy - perspektywiczny i konkurencyjny rynek systemów Motion Control

Rys. 1. Najczęstsze zastosowania serwonapędów

Serwonapędy pozwalają na wykonywanie ruchów obrotowych oraz liniowych w aplikacjach, gdzie wymagana jest duża dynamika działania, precyzyjne pozycjonowanie i częste zmiany szybkości ruchu. Mogą one również realizować obroty z zadaną prędkością i o określony kąt, a także utrzymywać ustaloną pozycję. Stąd też rozwiązania Motion Control stosowane są w wielu maszynach precyzyjnych, w systemach wykonujących złożone ruchy (np. obrabiarkach), a także wszędzie tam, gdzie konieczna jest synchronizacja pracy wielu osi.

Pomimo wielu zalet tytułowych urządzeń, droga do ich popularyzacji była długa. Technika serwonapędowa przez lata uznawana była za kosztowną - nie tylko w zakresie zakupu samych komponentów, ale też tworzenia aplikacji. Również w wielu przypadkach "serwa" traktowane były jako zbędny wydatek, bowiem wystarczało zastosowanie tradycyjnych napędów przemiennikowych.

Te ostatnie zresztą same przeszły w ostatniej dekadzie ewolucję pod względem funkcji i możliwości aplikacyjnych. Co dzisiaj o branży twierdzą działający w niej dostawcy? Oddajemy im głos, rozpoczynając bieżący raport od określenia stanu rynku A. D. 2018.

CO MÓWIĄ DOSTAWCY?

Rys. 2. Najczęstsze zastosowania serwonapędów

W badaniu ankietowym uzyskaliśmy kilkadziesiąt komentarzy dotyczących omawianego w raporcie rynku, które dotyczyły jego rozwoju, perspektyw, a także porównania z sytuacją w większej branży, tj. związanej z produkcją i dystrybucją silników oraz napędów elektrycznych.

"Rynek rozwija się dynamicznie, a popularność serwonapędów jest coraz większa", "tendencja wzrostowa", "stały rozwój", "etap silnego wzrostu" - stwierdziło wielu respondentów, w szczególności przedstawicieli dużych, międzynarodowych firm. "Rozwój [krajowego rynku serwonapędów] na poziomie 15-20% jest szybszy, niż w przypadku falowników (3-5%)" - stwierdza jeden z komentujących.

Wzrostowi wartości rynku towarzyszy jego nasycanie się, aczkolwiek jesteśmy tu na tyle wczesnym etapie, że istnieją spore możliwości dalszego rozwoju. Dzieje się tak szczególnie dlatego, że serwonapędy są coraz bardziej dostępne cenowo, wzrasta też świadomość odbiorców odnośnie do możliwości ich wykorzystywania.

"Klienci oraz producenci maszyn dostrzegają zalety układów serwo - wydajność, kompaktowość, energooszczędność, możliwość współpracy z robotami. Radzimy sobie coraz lepiej, ale mamy jeszcze nad czym pracować" - komentują przedstawiciele Nidec Industrial Automation.

Oferta dostawców serwonapędów i serwosilników

Jeżeli chodzi o drugi z wymienionych tematów, tj. porównanie branży serwonapędowej z tą związaną z klasycznymi napędami elektrycznymi (przemiennikami częstotliwości), to mieliśmy do czynienia z wieloma, często przeciwstawnymi sobie odpowiedziami. Zdaniem części respondentów, głównie dystrybutorów lokalnych, serwo jeszcze nie dorównują pod względem popularności tradycyjnym napędom lub też nigdy im nie dorównają. Urządzenia te są też pod względem aplikacyjnym trudniejsze do stosowania niż wersje standardowe, są też droższe w aplikowaniu (stworzeniu i uruchomieniu systemu).

"Na obecnym etapie popularność serwonapędów ustępuje miejsca rozwiązaniom bazującym na typowych przemiennikach częstotliwości. Głównym powodem jest cena i jej stosunek do korzyści" - to opinia jednego z respondentów. Inna zaś to: "Z roku na rok wzrasta popularność napędów serwo, jednak zainteresowania nimi wciąż nie można porównywać z [tym związanym z] przemiennikami częstotliwości, gdzie podaż jest większa, a rynek zastosowań o wiele szerszy".

Rys. 3. Główni krajowi odbiorcy serwonapędów

Z drugiej strony zmiany ciągle postępują, a serwonapędy z roku na rok stają się coraz powszechniejsze. Przykładowo użytkownik już za kilkanaście tys. złotych może kupić napędy i urządzenia do wizualizacji oraz sterowania trzyosiowej obrabiarki CNC - stwierdza przedstawiciel firmy ASTOR. Z kolei Grzegorz Bauer z Rockwell Automation zwraca uwagę na "zacieranie się granic" pomiędzy omawianymi rynkami.

Polega to na zwiększaniu funkcjonalności obydwu grup urządzeń, tak że w wielu aplikacjach mogą one być stosowane praktycznie zamiennie. Warto też dodać, że wzrostowi popularności serwonapędów sprzyjają rosnące wymagania wytwórców maszyn, wzrost świadomości w zakresie funkcji i możliwości aplikacyjnych, a także konieczność konkurowania polskich producentów na rynkach zagranicznych.

Istnieją wreszcie opinie zdecydowanie na korzyść omawianej grupy produktów. "Serwonapędy są bardzo popularne, w wielu zastosowaniach wyparły już falowniki. Maszyny muszą być coraz szybsze, coraz bardziej wydajne i precyzyjne, a to są w stanie zapewnić w wielu przypadkach tylko serwonapędy" - mówi reprezentant Mitsubishi Electric.

"Ponadto serwonapędy ze swoją dynamiką i precyzją są właściwie jedynymi odpowiednimi typami napędów, które można używać we współpracy z robotami. [W tym zakresie] falowniki na pewno nie są dla nich konkurencją. Nie zmienia to faktu, że wciąż istnieje duża potrzeba używania przemienników częstotliwości w innych zastosowaniach, takich jak pompy, mieszalniki, systemy wielkich mocy i [maszyny], gdzie nie potrzeba zapewniania precyzyjnego pozycjonowania. Jestem zdania, iż obecnie rynki i obszary zastosowań dla falowników oraz serwonapędów są różne" - stwierdza przedstawiciel japońskiego producenta.

My natomiast możemy podsumować, że rynek jest zróżnicowany i taki pozostanie w najbliższych latach. Jeżeli również zestawić wszystkie te odpowiedzi z komentarzami z poprzednich raportów, to niewątpliwie można zauważyć wzrost popularności serwonapędów. Technika serwonapędowa staje się dla polskich odbiorców coraz bardziej dostępna, a omawiane urządzenia są i będą coraz częściej używane.

Krzysztof Pietrzak

FAULHABER Polska

  • Jakie są powody rosnącej popularności serwonapędów i rozwiązań Motion Control?

Coraz większa popularność serwonapędów związana jest z postępem i zaawansowaniem konstrukcyjnym nowo-projektowanych urządzeń. Przykładowo w automatyzacji produkcji dąży się do minimalizacji czasów przestojów, konstruktorzy szukają tu sposobów na sterowanie procesami pomiarowymi, kontroli, przezbrajania oraz zmian parametrów.

W takich przypadkach z pomocą przychodzą kompleksowe systemy napędowe oraz serwonapędy, które umożliwiają automatyczne zmiany nastaw. Dodatkowo elektroniczna regulacja pozwala na znacznie bardziej precyzyjne ustalanie parametrów i dużą powtarzalność. Wszystko to przekłada się na wydajność, a co za tym idzie - niższe koszty produkcji.

  • Jakie są najczęstsze zastosowania serwonapędów przez Państwa klientów?

W przypadku oferty produktowej firmy FAULHABER mówimy o napędach i serwonapędach w skali mikro, czyli tych o mocach od poniżej 1 W do około 280 W. Nasze najmniejsze silniki mają średnicę 3 mm, a największe - 44 mm. Część z nich to oferta serwo wyposażona w czujniki oraz kompleksowe, rozbudowane sterowniki ruchu.

W Polsce znaczącą część naszych odbiorców stanowią producenci OEM. Branże, do których dostarczamy wyroby, dotyczącą różnych dziedzin - od urządzeń medycznych takich jak aparaty USG czy perymetry komputerowe, poprzez urządzenia kosmetyczne, po napędy do satelit. Jeśli jednak mówimy o typowych serwonapędach, to większość naszych odbiorców, nie w tylko w Polsce, to firmy zajmujące się automatyzacją produkcji w różnych jej aspektach.

  • Czym przekonywać klientów do wyboru danych produktów?

Nasza firma może pochwalić się zapleczem około 200 wąsko-specjalizowanych inżynierów R&D, którzy są rozlokowani w naszych zakładach produkcyjnych w Niemczech i Szwajcarii. Ich zadaniem jest rozwijanie produktów katalogowych, aczkolwiek w dużej części projektów pomagają oni naszym klientom w rozwiązywaniu indywidualnych problemów konstrukcyjnych. Zadziwiające jest, jaką ewolucję mogą one przejść od momentu pierwszego kontaktu z klientem aż do czasu zaprojektowania ostatecznego rozwiązania. Jest to naszym zdaniem wyróżnikiem względem konkurencji.

MASZYNY WIELOOSIOWE W CENTRUM ZAINTERESOWANIA

Rys. 4. Aktualna sytuacja na rynku

Wykorzystanie systemów serwo obejmuje sporą i różnorodną liczbę aplikacji. Zdaniem respondentów najczęstszymi są te związane z synchronizacją osi, czyli zapewnianiem skoordynowanego ruchu obrotowego wielu elementów. Taka synchronizacja dotyczyć może w najprostszym przypadku dwóch osi lub jednej osi i systemu automatyki czy robota, ale też kilkudziesięciu, a nawet kilkuset osi. W tym zakresie związane jest to przykładowo z dużymi maszynami stosowanymi w przemyśle papierniczym, poligraficznym czy tekstylnym.

W przypadku ostatniej z grup często konieczne jest odcinanie partii materiału będących w ruchu, co realizowane jest w aplikacjach latająca piła / latający nóż. Następuje tu synchronizacja pracy elementu odcinającego z napędem odpowiedzialnym za liniowy przesuw materiału.

Niezmiennie częstym zastosowaniem serwonapędów jest tzw. krzywka elektroniczna, czyli możliwość wykonywania kompleksowych przebiegów ruchu w urządzeniach pracujących cyklicznie). Pojawiła się też grupa odpowiedzi związana z zastosowaniami w maszynach CNC oraz generalnie pracą w z systemach z precyzyjną regulacją prędkości (patrz rys. 1).

Grupując omawiane zastosowania pod względem typów maszyn, na początku sklasyfikować można maszyny wieloosiowe, a więc te najbardziej zaawansowane, gdzie zachodzi konieczność synchronizacji prędkości i pracy wielu osi (patrz rys. 2).

Prostsze maszyny oraz różnorodne systemy automatyki zostały sklasyfikowane na kolejnych, choć nieodległych miejscach. Dystans pomiędzy tymi pozycjami zmniejsza się co każdą edycję raportu, co wytłumaczyć można m.in. rosnącą dostępnością serwonapędów i ich wykorzystaniem również w popularnych aplikacjach, a nie tylko tych najbardziej wymagających.

Prezentacje firmowe

Polecane

Nowe produkty