Hogyan válasszunk ki egy szervohajtást

Amikor szervohajtóművet keres, több ezer lehetőséget találhat. ADVANCED A Motion Controls csaknem 200 szervohajtást kínál. De az alkalmazás minden igényét kielégítő meghajtók megtalálása kissé összetettebb lehet. A szervohajtások különböző teljesítménytartományokkal, méretekkel, hálózati opciókkal, intelligenciával, alaki tényezőkkel, digitális funkciókkal és még sok mással rendelkeznek. A szervohajtás kiválasztásához alaposan meg kell fontolni a projekt igényeit és a rendelkezésre álló lehetőségeket. Lehet, hogy nem egyszerű döntés, de nem is kell, hogy ijesztő feladat legyen. Engedje, hogy ez a blog útmutatóként szolgáljon ehhez a folyamathoz.

Készülj: Határozza meg az alkalmazást

szervohajtómű alkalmazás fejlesztéseA mozgásvezérlési megoldásnak az alkalmazás igényein kell alapulnia, nem pedig fordítva. Ahogy mindig mondjuk, Ön a gépére koncentráljon, a mozgásvezérlést bízza ránk. Mielőtt elkezdené a megfelelő szervohajtások keresését, meg kell határoznia a mozgásvezérlő rendszer paramétereit, és mindez attól függ, hogyan határozza meg az alkalmazását.

Azzal kell kezdenie, hogy a nagy képet nézi: Mi az, amit csinálsz? Egy nagy gyártógépet, egy mobil robotot vagy egy asztali eszközt? Egy- vagy többtengelyes rendszerről van szó? Milyen feladatot hajt végre a rendszer? Ez megválaszol néhány alapvető kérdést a szervohajtás kiválasztásával kapcsolatban, mint például a teljesítményigény, az analóg vagy digitális, valamint a szükséges működési módok.

Ezután meg kell határoznia, hogy a tervezés mely elemei rugalmasak, és melyek kőbe vésett elemek. Ez tovább határozza meg a mozgásvezérlő rendszer paramétereit, és végső soron a szervohajtás kiválasztásának paramétereit. Muszáj egy adott motort használnia? Szűkös helyigénye van? Hozzá van kötve egy bizonyos hálózati kommunikációhoz? Ha van szó szerint vagy képletesen mozgástér a projekt tervezése során, akkor több lehetőség áll rendelkezésére, de lehet, hogy nem tudja, hol kezdje. Ha a paraméterei szigorúan meghatározottak, akkor kevesebb lehetőség közül választhat, de lehet, hogy inkább egyáltalán nincs is. Ebben az esetben lehet, hogy újra kell terveznie, vagy egyedi megoldást kell fontolóra vennie.

A helyes döntések meghozatala

Miután beállította a paramétereket, elkezdheti megvizsgálni a különböző szervohajtások kínálatát. Mint már említettük, sok tényezőt kell figyelembe venni. ADVANCED A Motion Controls rendelkezik egy szervohajtómű-kereső eszközzel, amely lehetővé teszi, hogy beállítsa a specifikációkat, és bemutassa az ezeknek megfelelő szervohajtások szűrt választékát.

Teljesítmény

szervohajtás különböző teljesítményszintek áramfeszültségA szervohajtás kiválasztásánál talán a teljesítménytartomány a legfontosabb tényező. Olyan szervóerősítőt kell találnia, amelyik megfelelő teljesítményű a motorhoz párosított motorhoz.

Ez nagyon egyszerű, ha a meghajtó nem tud elég energiát leadni, a motor nem fog tudni forogni, legalábbis nem azzal a nyomatékkal vagy sebességgel, amit szeretne. Ezért olyan fontos, hogy meghatározzuk az alkalmazás sebesség- és/vagy nyomatékigényét. A motor és a terhelés tulajdonságainak felhasználásával meghatározhatja a szervohajtás szükséges teljesítményteljesítményét.

szervohajtómű tápegységEzzel szemben arra is ügyelni kell, hogy a szervohajtás ne legyen jelentősen túlterhelt a motorhoz képest. Ha túl sok áramot tol, akkor egy súlyosan nem illesztett rendszerben könnyen megsütheti a motort. Még ha a meghajtót a működési tartományának alsó határán futtatja is, ahol technikailag megfelel a motor névleges teljesítményének, pontos vezérléshez ez nem ajánlott. Ez olyan lenne, mintha egy kerti gereblyével próbálnád megfésülni a hajad - még mindig meg tudod csinálni, de egyszerűen nem ilyen kis méretű dologra való, és nem fogod elérni a kívánt eredményt.

Azt is fontos megjegyezni, hogy bár a meghajtó táplálja a motort, a meghajtó energiájának is származnia kell valahonnan. A szervohajtásoknak van egy tápfeszültség-tartománya, ezért meg kell győződnie arról, hogy megfelelően biztosítani tudja ezt a feszültséget a szervohajtás számára.

Minden alkalmazás más és más, és nagyon sokféle teljesítménytartomány létezik a meghajtók számára, így nincs értelme megvitatni, hogy melyik alkalmazás milyen szervohajtómű-teljesítményt igényel. Csak végezze el a legpontosabb becslést az alkalmazás motor teljesítményigényéről, és innen kiindulva kezdje el a kiválasztást.

Méret és formai tényező

szervohajtás kiválasztásaTényleg fontos a méret? Néha. Ha nagyméretű gyártógépet vagy raktári portálrendszert készít, akkor a szervohajtás mérete valószínűleg nem befolyásolja az alkalmazást. Az olyan alkalmazások esetében azonban, mint a robotika vagy a hordozható eszközök, döntő fontosságú, hogy olyan szervohajtást találjon, amely elfér a belső térben. A lényeg: ha egy meghajtó nem fér be, akkor nem tudja használni, ezért fontos, hogy olyat válasszon, amelyik befér.

Sajnos nem választhatod mindig a legkisebb lehetőséget, és máris megúszhatod. A méret általában kéz a kézben jár a teljesítménnyel. Az ökölszabály általában az, hogy minél nagyobb a meghajtó, annál nagyobb teljesítményt tud nyújtani. Az iparban a kompaktabb szervomegoldások iránti törekvés azonban néhány kivételt teremt a tendencia alól, mint például ADVANCED A Motion Controls mikroméretű szervohajtásai. Egy idén gyártott szervohajtás nagy valószínűséggel nagyobb teljesítményű lehet, mint egy néhány évvel ezelőtt gyártott nagyobb szervohajtás, de az általános szabály továbbra is érvényes.

A meghajtók nem csak különböző méretben, hanem különböző formájúak is. Ez befolyásolja, hogy a meghajtó hogyan illeszkedik a rendszerbe. A panelbe szerelt szervohajtások a hagyományos szervohajtás formájú meghajtók. Ezek egy konzol alakú hűtőbordával rendelkeznek, amelyet az eszközön belüli vagy kívüli elektromos panelhez rögzítenek, innen ered a név. A panelbe szerelt meghajtók sokféle méretben, és így sokféle névleges teljesítményben kaphatók. Ha a készülék kerete lehetővé teszi, akkor érdemes megfontolni egy panelre szerelt meghajtót.

robotkéz szervohajtássalHa azonban egy kompaktabb, beágyazott megoldásra van szüksége, akkor érdemes megfontolnia a PCB-be szerelt szervohajtóművet, más néven plug-in stílusú meghajtót. Ezek a meghajtók jellemzően közvetlenül egy vezérlőlapra vagy szerelőlapra csatlakoznak, amely a motor, a tápfeszültség, a visszajelzés stb. összes csatlakozóját tartalmazza. A PCB-be szerelt szervóerősítőkkel leggyakrabban hordozható eszközökben, robotokban és kisebb gépekben találkozhatunk. Ha szűkös a hely, jó eséllyel egy PCB-be szerelt meghajtó lesz a legjobb választás.

A mobil robotika, például az autonóm irányított járművek esetében érdemes lehet járműre szerelt szervohajtást használni. Ezek a meghajtók teljesen kemény burkolatba vannak foglalva, így biztonságban vannak. A panelbe szerelt meghajtókhoz hasonlóan ezek is rendelkeznek egy nagy hűtőbordával, amely általában a készülék keretéhez van csavarozva. Olyan robusztus alkalmazásokhoz, amelyekben egy jellemzően nagyméretű meghajtó is elfér, a járműbe szerelt meghajtó kiváló választás.

Ne feledje, hogy a formafaktor nem határozza meg a meghajtó teljesítményét, csak a technológia csomagolási módját. Vannak olyan NYÁK-ra szerelt meghajtók, amelyek felülmúlják a panelre szerelt meghajtók teljesítményét, és fordítva.

Működési módok

szervohajtású CNC plazmavágógépItt is meg kell kérdezned, hogy "mit csinál a készüléked?". Ez nagyon fontos annak meghatározásához, hogy hogyan kell vezérelni a motort, és ezért milyen működési módokkal kell rendelkeznie a szervohajtásnak. A leggyakoribb működési módok a nyomaték (áram), a sebesség és a pozíció üzemmód.

Ha olyan motort szeretne, amely egy meghatározott nyomatékkal működik, és nem kell kompenzálnia semmilyen külső zavaró tényezőt, akkor valószínűleg elegendő a nyomaték üzemmód. Egyes alkalmazásokban a főszabályozó jobban alkalmas a sebesség- vagy pozícióhurok lezárására, ami lehetővé teszi, hogy a meghajtót egyszerűen nyomaték üzemmódban futtassa. Szinte minden szervohajtás rendelkezik nyomaték üzemmóddal.

Alternatívaként a sebesség üzemmód számos analóg és digitális szervohajtáson elérhető. A sebesség üzemmódban működő meghajtó egy visszacsatoló eszközt használ a motor sebességének nyomon követésére, így többlet teljesítményt küld a motornak, ha az nem éri el a sebességcélt. Ez olyan alkalmazásoknál hasznos, mint a szállítórendszerek, szerszámgépek és mobil robotika, ahol a terhelés változásától függetlenül ugyanazt a teljesítményt szeretné.

A pozíció üzemmód számos digitális szervohajtáson elérhető. Ezt akkor használják, ha a motor pozíciója kritikus a működés szempontjából, például gyártórobotoknál és 3D nyomtatóknál. A sebesség üzemmódhoz hasonlóan a pozíció üzemmód is egy visszacsatoló eszközre támaszkodik a mozgás időbeli követéséhez. Az abszolút pozíció-visszacsatoló eszközök bármikor képesek azonosítani a rotor valódi helyzetét, függetlenül attól, hogy mikor kapcsolták be a készüléket.

Ahogy korábban említettük, a sebességhurok és a pozícióhurok vezérlővel is lezárható, de a sebesség- és/vagy pozíció üzemmóddal rendelkező hajtások levehetik ezt a terhet a vezérlő válláról, vagy ezeket a szabályozási szinteket kínálhatják olyan önálló alkalmazásokban, amelyek nem rendelkeznek külső vezérlővel.

Szánjon időt arra, hogy átgondolja, milyen vezérlésre van szüksége az alkalmazásnak, és akkor meg tudja határozni, milyen üzemmódra van szüksége a szervohajtásnak. Ha olyan szervohajtásra van szüksége, amely különböző feladatokhoz képes üzemmódot váltani, az AMC digitális hajtásoknál lehetőség van a menet közbeni üzemmódváltásra.

Központosított vs. elosztott vezérlés (analóg vs. digitális)

Analóg szervohajtás kiválasztásaEgytengelyes mozgásrendszerben a vezérlési elrendezés kevésbé fontos; nem feltétlenül számít, hogy analóg vagy digitális szervohajtást választ-e. Egy több motortengelyes rendszerben azonban egy kicsit több mindent kell átgondolnia. A szervohajtás kiválasztása nagyban függ attól, hogy hogyan állítja be a mozgásvezérlő rendszerét, különösen az analóg és a digitális között való döntés során.

Rendben lesz, ha az összes vezérlés egy központi forrásból érkezik, és minden egyes meghajtóra külön-külön küldi el? Ha igen, akkor akár digitális, akár analóg szervohajtásokkal állíthatja be a rendszerét, amennyiben van egy nagy teljesítményű vezérlője, amely képes kezelni a logikát. Ezenkívül minden egyes szervohajtást külön-külön kell csatlakoztatnia a vezérlőhöz, ami általában sok kábelezést igényel, és az összes eszköznek kissé közel kell lennie egymáshoz. Az AMC analóg szervohajtáscsaládját, az AxCent™-et központi vezérlésre tervezték.

Ha azonban a vezérlést az egész rendszerben hálózaton keresztül szeretné elosztani, akkor olyan digitális szervohajtásokat kell használnia, mint amilyenek az AMC DigiFlex® Performance™ és FlexPro™ hajtáscsaládjai. A digitális szervohajtások saját belső processzoruk és memóriatárolójuk használatával a feldolgozási terhelés egy részét levehetik a vezérlőről. A pozíciószabályozás megvalósítható egyedi pozíciópontok küldésével, ahol a szervohajtás lineáris interpolációval határozza meg a pontok közötti utat (ciklikus szinkron üzemmód), vagy 3rd rendű interpoláció a pontok közötti útvonal meghatározásához (PVT és PV üzemmódok). Egyszerű mozgáspályák esetén, vagy ahol a mozgás mindig ismétlődik, a meghajtókon előre konfigurált mozgások a vezérlő vagy egy másik meghajtó egyszerű parancsaival indíthatók.

Hálózat

szervohajtómű kommunikációs hálózatMint korábban említettük, a digitális szervohajtások lehetővé teszik a hálózati vezérlést, így a vezérlő a parancsokat egy csomagban küldheti el a szervohajtások "láncán" keresztül, ahelyett, hogy külön-külön mindegyikhez elküldené azokat. Ez nagymértékben leegyszerűsítheti a kábelezést. A hálózatok kétirányúak is, lehetővé téve, hogy a meghajtó információkat küldjön vissza a vezérlőnek.

A különböző szervohajtásokat azonban különböző hálózatokhoz tervezték. Ha az alkalmazás már be van állítva egy bizonyos hálózat használatára, akkor az egyszerűség kedvéért maradjon ennél. Ha nincs kötve egy adott hálózathoz a mozgásvezérlő rendszere, akkor egy kicsit nagyobb szabadságot kap a választásban.

A valós idejű hálózathoz, amely mindent tökéletesen szinkronizál, olyan szervohajtást kell választania, amely Ethernet-alapú hálózati kommunikációval rendelkezik, mint például az EtherCAT, Ethernet Powerlink, PROFINET, Ethernet/IP és sok más. Ha hagyományosabb és olcsóbb hálózatot szeretne, amely mégis robusztus és megbízható, akkor érdemes CANopen vagy Modbus szervohajtást választania.

Customra van szüksége?

egyedi szervohajtásokTegyük fel, hogy végigment az összes kritériumon, amelynek a szervohajtásnak meg kell felelnie, majd elindítja a keresést, és nem talál egyetlen olyan meghajtót sem, amelyik megfelelne az összes feltételnek. Hogyan tovább? Bizonyos esetekben lehet, hogy módosítania kell a tervét. Néha csak egy kis kiigazítás szükséges. Máskor az újratervezés nem elég, vagy egyáltalán nem is lehetséges.

Itt érdemes megfontolni egy módosított vagy egyedi szervohajtómű-megoldást. A módosított szervohajtások különböző módosításokkal, például logikai inverzióval, védőbevonattal vagy akár az Ön logójának a tokra történő selyemnyomásával is rendelkezhetnek.

Ha egy módosítás nem elég, akkor lehet, hogy egyedi szervohajtási megoldást kell keresnie. Az egyedi megoldások olyan szervohajtások, amelyeket kizárólag az Ön alkalmazásához terveztek és építettek. Egy egyedi szervohajtás drámai különbséget jelenthet az alkalmazás számára, és teljes mértékben kiaknázhatja annak lehetőségeit, mivel kifejezetten az Ön készülékére szabott. Az egyedi megoldások gyakran a leggazdaságosabb megoldások, ha figyelembe vesszük az általuk megoldható integrációs problémákat, valamint az alkalmazásspecifikus funkcionalitást.

ADVANCED A Motion Controls mindig készen áll, hajlandó és képes egyedi szervohajtásokat tervezni és gyártani a megfelelő projekthez. Ma az egyedi és a módosított termékek üzletünk körülbelül egyharmadát teszik ki, a fennmaradó harmadot pedig a standard termékek teszik ki.

Nem vagy egyedül

Mindez túlterhelőnek tűnik? Kérem, ne aggódjon. Mi itt vagyunk, hogy segítsünk. A ADVANCED Motion Controls, mi nem csak szervohajtásokat adunk el Önnek; együtt dolgozunk Önnel, hogy olyan mozgásvezérlő rendszert tervezzünk, amely az Ön számára működik. Javasolni fogunk motorokat, kábelezést és vezérléseket, de ami a legfontosabb, segítünk kiválasztani az Ön alkalmazásához tökéletesen illeszkedő szervohajtást. Több mint 32 éves tapasztalattal rendelkezünk az iparágban, engedje meg, hogy ezt felhasználjuk az Ön segítségére.

 

Jackson McKay, marketing mérnök

Ez is érdekelheti Önt...

6 menő szervohajtómű funkció, amiről talán nem is tudott
6 menő szervohajtómű funkció, amiről talán nem is tudsz
Verseny- és repülésszimulátorok
Verseny- és repülésszimulátorok
FlexPro információs doboz
FlexPro®
Vízijáték fúvóka vezérlés
Vízijáték fúvóka vezérlés
ethercat info box 3
EtherCAT