6 caractéristiques des servomoteurs que vous ne connaissez peut-être pas

Les servocommandes ont évolué bien au-delà des amplificateurs de puissance de base. ils étaient autrefois. Ils peuvent désormais être des équipements électroniques complexes dotés de dizaines de fonctions supplémentaires pour étendre et améliorer leurs capacités de contrôle du mouvement. Nous avons dressé une liste de quelques fonctions de servocommande qui, selon notre avis professionnel, sont vraiment cool.

Combien d'entre eux connaissiez-vous ?

#1 E/S programmable

I/O ! I/O ! C'est parti pour le travail !

E/S programmables (entrée/sortie) est très utile pour permettre aux servomoteurs numériques d'interagir entre eux ou avec d'autres éléments d'un système à l'aide de simples signaux de tension haute/basse attribués par l'utilisateur.

Les entrées numériques programmables agissent comme des variables pour un servomoteur, et elles peuvent être complètement indépendantes de l'entrée du contrôleur principal ou du réseau. Ces entrées peuvent toujours provenir du contrôleur, mais elles peuvent aussi provenir d'autres servomoteurs, d'autres dispositifs électroniques dans le système, ou même de quelque chose d'aussi simple qu'un bouton poussoir ou un interrupteur. Ces entrées programmables peuvent être configurées pour déclencher des événements du servomoteur, tels que l'activation ou l'inhibition, joggingL'utilisateur peut choisir entre plusieurs fonctions : exécuter un mouvement indexé, activer une séquence ou un certain nombre d'autres fonctions.

Les sorties numériques programmables, quant à elles, sont des variables envoyées par un servomoteur. Elles peuvent être programmées pour être déclenchées et envoyées par le variateur lorsque certaines conditions sont remplies ou que certains événements se produisent, comme une sur-vitesse, une position, une inhibition, une activation, une étape de séquence ou même la réception d'une entrée numérique. Les sorties envoient un signal de haute ou de basse tension à d'autres équipements électroniques du système, y compris le contrôleur ou même les bornes d'entrée d'autres servomoteurs.

Super. Que pouvez-vous faire avec ça ?

Ensemble, les E/S permettent aux servomoteurs de jouer un rôle plus important dans le fonctionnement de la machine ou du robot. Dans certains cas, il peut s'agir de quelque chose d'aussi simple que d'allumer une lumière pendant qu'un moteur tourne ou de déclencher une tonalité une fois qu'un cycle de mouvement est terminé. Cependant, elle peut également être utilisée de manière très efficace pour alléger la charge de calcul du contrôleur et/ou du réseau, et dans certains cas, elle peut réellement améliorer la synchronisation, la sécurité et la fiabilité du dispositif.

Lancer de balles à l'aide d'un servomoteur E/S

Les servomoteurs des anneaux de rotation des unités de lancement de la balle sont déclenchés par des signaux d'entrée/sortie provenant des servomoteurs du lanceur.

Une utilisation intéressante des E/S consiste à utiliser un servomoteur pour déclencher des index et des séquences dans d'autres servomoteurs. C'est le cas de la démo de ADVANCED Motion Controls sur le lancer de cinq balles, où cinq balles sont lancées par des moteurs linéaires dans des anneaux tournants tournés par des moteurs rotatifs. Cela signifie qu'il y a dix axes de mouvement dans le système, et donc dix servomoteurs.

Vous suivez jusqu'ici ? Si vous avez besoin d'un visuel, vous pouvez consulter la section vidéo ici.

Lorsque chaque balle est lancée, le servomoteur contrôlant le moteur linéaire envoie une sortie numérique qui est reçue comme une entrée par le servomoteur du moteur rotatif, déclenchant le mouvement de rotation. Le fait que le mouvement de rotation dépende entièrement du mouvement de lancement garantit non seulement un timing correct à chaque fois, mais signifie également que seuls les cinq servomoteurs des moteurs linéaires doivent être présents sur le réseau, et sont donc les seuls servomoteurs que le contrôleur doit prendre en compte.

Ce même principe peut être appliqué à tout autre dispositif où une fonction doit être dépendante de l'autre, comme un distributeur de liquide pour les récipients sur une bande transporteuse, en s'assurant que le distributeur n'est activé que lorsque le récipient est dans la bonne position à l'aide d'un interrupteur de fin de course programmable, une sortie numérique spécifiquement basée sur la position du moteur.

#2 Couple de sécurité désactivé

Arrêt sécurisé du couple (STO) n'est pas seulement une fonction pratique, elle peut sauver des vies. Et non, je ne suis pas dramatique.

L'arrêt sécurisé du couple est une fonction de sécurité disponible sur de nombreux servomoteurs numériques qui peut couper instantanément l'alimentation d'un moteur sans mettre le servomoteur hors tension.

Si vous avez déjà travaillé avec des servocommandes, vous vous dites peut-être "ce n'est pas la même chose qu'une fonction d'inhibition". Et vous auriez à moitié raison. L'objectif final des deux est censé être le même. La principale différence est que la fonction d'inhibition du variateur est réalisée uniquement par la logique du servomoteur. Un problème de logique ou une mauvaise mise à la terre pourrait permettre au moteur de redémarrer.

Ouvriers d'entretien des machines STO

La fonction STO empêche le servomoteur d'alimenter le moteur, ce qui rend la maintenance des machines lourdes plus sûre.

L'arrêt sécurisé du couple, en revanche, provoque une déconnexion physique au niveau matériel entre les dispositifs d'alimentation du variateur et les bornes de phase du moteur, ce qui affaiblit le moteur et rend pratiquement impossible tout démarrage accidentel. Pour que le moteur puisse éventuellement redémarrer, le STO doit être désactivé manuellement avant que le variateur puisse être réactivé.

Je vous épargnerai les images macabres, mais il n'est pas difficile d'imaginer un scénario dans lequel un moteur appliquant soudainement un couple pourrait causer des blessures graves ou mortelles à une personne effectuant des réparations sur des machines lourdes. Imaginons que le fil de terre de la broche d'inhibition se détache et que personne ne le remarque avant qu'il ne soit trop tard.

Vous êtes toujours en train d'imaginer quelque chose de désagréable, n'est-ce pas ? Je suis désolé. Si nécessaire, faites une pause et regarder des photos de chatons.

C'est mieux ? Ok, bien. Passons à autre chose.

En activant la STO, le réparateur peut travailler en toute sécurité avec l'assurance que le moteur ne peut physiquement pas démarrer de manière inattendue. Une série d'étapes devrait avoir lieu avant que le couple puisse être appliqué au moteur, plus d'étapes que ce qui pourrait se produire accidentellement.

Donc oui, le STO et l'inhibition remplissent finalement la même fonction, mais le STO a un risque d'échec extrêmement faible, ce qui en fait une fonction de sécurité idéale. Nous avons fait en sorte que la désactivation sécurisée du couple soit disponible sur la plupart de nos servomoteurs numériques les plus récents.

#3 Rétroaction auxiliaire et contrôle à double boucle

Vous savez ce qui est mieux qu'un dispositif de rétroaction ? Deux dispositifs de rétroaction !

Avant que vous ne posiez la question, non, nous ne disons pas que vous obtiendrez de meilleures performances ou une meilleure précision en plaçant deux encodeurs sur le même moteur. Vous ne l'obtiendrez pas, je vous le promets.

Qu'entendons-nous par l'utilisation de deux dispositifs de retour ? De nombreux servomoteurs sont capables de lire une source de retour supplémentaire en plus du retour du moteur. Cette source de retour supplémentaire est connue sous le nom de retour auxiliaire, et elle est généralement liée à la charge déplacée dans un dispositif.

Servomoteur et courroie

Les glissières entraînées par courroie sont sensibles aux erreurs de jeu. Celles-ci peuvent être corrigées en utilisant la rétroaction à double boucle.

La rétroaction auxiliaire est utile dans les applications dont la charge n'est pas directement entraînée par le moteur, comme celles qui comportent un chariot entraîné par une courroie ou une boîte de vitesses complexe. Les applications de ce type sont sensibles au jeu, car la rigidité diminue avec chaque liaison mécanique. Lorsque le jeu se produit, la position du moteur n'est pas nécessairement indicative de la position de la charge, ce qui entraîne des erreurs si vous essayez de fermer la boucle de position avec le codeur du moteur.

Il existe bien sûr des méthodes pour réduire le jeu d'un point de vue mécanique, mais parfois il n'y a pas grand chose à faire. Lorsque vous avez des vis à billes, des courroies, des chaînes ou des engrenages, une certaine erreur de position due au jeu est inévitable.

La présence d'un deuxième dispositif de retour d'information sur la charge permet au système d'effectuer des ajustements pour corriger ces erreurs. C'est ce qu'on appelle Contrôle à double boucleoù le dispositif de retour sur le moteur ferme la boucle interne (vitesse) et le dispositif de retour sur la charge ferme la boucle externe (position).

Si le système détecte que la charge est loin de l'emplacement souhaité, il peut faire tourner le moteur un peu plus loin pour compenser. Inversement, si la charge a dépassé sa cible, le système peut la faire reculer un peu.

Presque tous nos servomoteurs numériques prennent en charge la rétroaction auxiliaire.

#4 Capture à haute vitesse

capture à grande vitesse de l'emballage de barres de chocolat

Les machines à emballer les barres de chocolat utilisent souvent la capture à haute vitesse. (image reproduite avec l'aimable autorisation de Packaging World)

La capture à grande vitesse est un processus de capture des données de position du moteur dans les microsecondes suivant le déclenchement, ce qui permet un suivi incroyablement précis de la position de la charge, même à grande vitesse.

La capture à grande vitesse est très utile pour les applications qui nécessitent à la fois une grande vitesse et une grande précision pour être efficaces. Pensez à des appareils qui découpent des emballages de barres de chocolat dans de grandes feuilles au fur et à mesure qu'elles se déplacent sur le tapis roulant, puis les ramassent pour les enrouler autour de barres de chocolat individuelles. La capture à grande vitesse garantit que les mouvements de découpe et d'enveloppement peuvent être parfaitement synchronisés avec le mouvement de la feuille d'emballage et des morceaux de chocolat. Le servomoteur peut déclencher ces autres processus (par l'intermédiaire des E/S ou d'autres méthodes) précisément lorsque le servomoteur atteint la position correcte.

Pour obtenir une capture à grande vitesse, il faut disposer d'importantes capacités de traitement. Le servomoteur doit avoir une entrée dédiée pour traiter les nouvelles données de position en une microseconde.

#5 Logique supplémentaire / Click&Move embarqué

Comme nous l'avons déjà dit, les servocommandes peuvent faire bien plus que faire tourner des moteurs. Comme nous y avons fait allusion précédemment, les E/S programmables permettent au servomoteur d'interagir avec d'autres dispositifs dans une machine, mais ils peuvent faire plus qu'envoyer des signaux binaires haut/bas. De nombreux servomoteurs numériques disposent d'un espace pour une programmation logique supplémentaire qui leur permet d'effectuer leurs propres calculs plutôt que de dépendre des entrées du contrôleur. Cela peut même éliminer le besoin d'un contrôleur séparé.

Souvent, cela peut être fait en intégrant Click&Move dans nos lecteurs.

Notre système de commande Click&Move peut être exécuté à partir de diverses plates-formes (y compris Windows PC, Linux PC et notre système de commande Click&Move). MACC ), mais dans certains cas, il peut même être exécuté directement à partir de l'un de nos servomoteurs numériques en utilisant l'espace logique supplémentaire. Les programmes Click&Move peuvent être bien plus complexes que de simples index et séquences préprogrammés ; ils peuvent prendre des décisions et effectuer des calculs en fonction de nombreuses variables du système.

Prenons l'exemple d'une pompe servocommandée qui pourrait être utilisée pour gonfler efficacement des structures portables utilisées pour diverses installations temporaires. La vitesse de pompage nécessaire pour gonfler et maintenir la structure gonflée sera différente selon l'altitude, la température et l'humidité du lieu présent. En important des tables d'air ou des tableaux psychométriques et en joignant les instruments nécessaires pour les données, Click&Move peut interpoler les tables et calculer la vitesse idéale de la pompe dans le servomoteur, éliminant ainsi le besoin d'un contrôleur et maintenant la structure parfaitement gonflée.

Notre site DigiFlex® Performance™ peuvent stocker et exécuter en interne des programmes Click&Move de taille petite à moyenne. Support Click&Move embarqué pour FlexPro® Les lecteurs arrivent bientôt !

#6 Personnalisations multi-axes

servomoteur deux axes personnaliséLa plupart des gens ne savent pas que nous pouvons fabriquer des servocommandes multi-axes à partir de nos produits standard à axe unique. Nos servomoteurs sont généralement conçus pour contrôler et alimenter un seul moteur. Par conséquent, le rapport entre les servocommandes et les moteurs (ou les axes de mouvement) dans un système est généralement de 1:1. Toutefois, bien qu'ils soient beaucoup moins courants, les servocommandes multi-axes existent et peuvent constituer une meilleure alternative à plusieurs servocommandes à un seul axe.

Les solutions multi-axes ne sont généralement pas proposées en tant que produits standard, mais elles peuvent être réalisées relativement facilement comme solutions sur mesure. ADVANCED Motion Controls a beaucoup d'expérience dans la fabrication de servocommandes multi-axes sur mesure, mais tous nos produits standard sont monoaxes, ce qui soulève la question suivante : pourquoi choisir une servocommande multi-axes plutôt que plusieurs servocommandes monoaxes ?

L'utilisation d'un servomoteur multi-axes présente plusieurs avantages, mais le plus évident est le gain d'espace. La combinaison de plusieurs axes de servocommande sur le même circuit imprimé est non seulement plus compacte, mais elle permet également de réduire l'espace nécessaire au câblage et le temps d'installation.

servomoteur deux axes personnaliséSi le gain de place est l'avantage le plus évident des servocommandes multi-axes, ce n'est pas nécessairement le plus important. Dans de nombreux cas, un servomoteur multi-axes peut être plus économique. La construction de deux servocommandes sur un seul circuit imprimé permet de réduire le gaspillage de matériaux et de raccourcir les délais de fabrication, de test et d'emballage. Avec les servocommandes personnalisées, il y a des coûts supplémentaires associés à l'ingénierie supplémentaire requise, mais ces coûts initiaux peuvent être compensés par le volume.

L'avantage le plus négligé des servomoteurs multi-axes est sans doute qu'ils peuvent simplifier les réparations et réduire les coûts en ayant moins de pièces uniques.

Un excellent exemple de ce concept se trouve dans le Robot militaire TalonIl y a deux axes de mouvement pour les bandes de roulement et deux axes de mouvement pour le bras de préhension. Le robot est équipé de deux servomoteurs à deux axes. On pourrait penser que l'un des servomoteurs à deux axes contrôle les axes de la pince et l'autre les axes de la bande de roulement, mais ce n'est pas le cas.

Chaque servomoteur à deux axes est conçu pour accueillir un axe de bande de roulement et un axe de pince. De cette façon, les deux servocommandes de l'unité sont identiques et l'armée n'a besoin de garder en stock qu'un seul type de servocommande comme pièce de rechange. Les militaires apprécient ces pratiques pour des raisons d'efficacité, tant au niveau des besoins de stockage que de la simplification des réparations.

Il convient également de noter que, même si les servomoteurs ne sont pas multi-axes, un effet multi-axe similaire peut être obtenu en utilisant des commandes multi-axes. cartes de montage avec Montage sur PCB servo drives.

Possibilités infinies

Ce ne sont là que quelques-unes des caractéristiques les moins connues des servocommandes, mais il y en a bien d'autres !

Y a-t-il une caractéristique de servocommande qui vous intéresse mais qui ne figure pas dans la liste ? Contactez-nous et faites-le nous savoir ! Si nous l'avons, nous vous le ferons savoir ! Si nous ne l'avons pas, nous pourrons discuter d'une solution de servocommande personnalisée !

Les nouvelles caractéristiques des produits personnalisés peuvent devenir des caractéristiques régulières des futurs produits standard. L'innovation dans l'industrie du contrôle du mouvement est très souvent guidée par les besoins et les désirs des clients. Les caractéristiques des servocommandes du futur sont avant tout limitées par l'imagination.

 

par Jackson McKay, ingénieur marketing

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