Priemyselná automatizácia smeruje k vyššej efektivite výroby, prísnejšej presnosti polohovania a flexibilnejšej architektúre strojov. Ako výrobcovia modernizujú CNC zariadenia, baliace systémy, textilné stroje, tlačiarenské zariadenia a automatizované výrobné linky, servotechnológia sa stala dôležitou súčasťou moderného riadenia pohybu.
Medzi rôznymi triedami výkonu serv, ktoré sú dnes k dispozícii,Pohon striedavým servomotorom s výkonom 2 kWzaujímajú dôležité postavenie medzi kompaktnou automatizáciou a priemyselným pohybom s vyšším zaťažením. Môžu byť použité pre jednotlivé posuvné osi, polohovacie mechanizmy, navíjacie zariadenia, rezacie systémy, indexovacie jednotky a ďalšie aplikácie, kde je potrebná presná kontrola polohy, rýchlosti a krútiaceho momentu.
Pre výrobcov OEM a systémových integrátorov zahŕňa výber dodávateľa servomotorov viac než len porovnávanie menovitého výkonu. Technológia kódovača, režimy riadenia, komunikačné rozhrania, funkcie ladenia, kompatibilita motora, ochranné funkcie a technická podpora môžu ovplyvniť konečný výkon stroja.
Tento článok obsahuje prehľad piatich výrobcov, ktorí stoja za zváženie pri získavaní 2kW servosystému pre priemyselnú automatizáciu. Poradie nie je v konkrétnom poradí. Účelom je poskytnúť praktické porovnanie možností produktu, vhodnosti aplikácií a úvah o dodávateľoch, a nie získať formálne hodnotenie podielu na globálnom trhu.
Úvod: Rastúca úloha 2kW servosystémov v automatizácii
Servosystémy sú navrhnuté pre aplikácie, kde motor musí presne reagovať na príkazy a zároveň udržiavať riadenú polohu, rýchlosť alebo krútiaci moment. Na rozdiel od základného riadenia motora servosystém nepretržite využíva spätnú väzbu na porovnanie prikázaného pohybu so skutočným pohybom motora a podľa toho prispôsobuje prevádzku.
Tento prístup s uzavretou slučkou robí servotechnológiu vhodnou pre stroje, kde je dôležitá opakovateľnosť a dynamická odozva.
Trieda 2 kW je obzvlášť užitočná, pretože dokáže pokryť mnohé požiadavky na pohyb so stredným výkonom bez toho, aby sa automaticky presunul do oveľa väčšej kategórie pohonov. V závislosti od motora, mechanickej prevodovky a pracovného cyklu možno systémy okolo tejto úrovne výkonu použiť na:
- CNC posuvné a polohovacie osi
- Mechanizmy balenia a označovania
- Zariadenie na podávanie a navíjanie textilu
- Tlačiarenské stroje
- Automatizované montážne zariadenia
- Systémy manipulácie s materiálom
- Rezacie a indexovacie mechanizmy
Skutočná požiadavka sa líši stroj od stroja. Ľahká os bežiaca vysokou rýchlosťou môže mať iné požiadavky ako pomalšia os, ktorá presúva ťažké bremeno. Z tohto dôvodu by sa menovitý výkon mal posudzovať spolu s krútiacim momentom, rýchlosťou, zotrvačnosťou a zrýchlením.
Pre medzinárodných nákupcov je ďalším dôležitým faktorom schopnosť dodávateľa. Servopohon nie je izolovaný komponent. Motor, kódovač, ovládač, komunikačné rozhranie a mechanika stroja musia spolupracovať.
Prečo sú 2kW servosystémy široko používané v priemyselných zariadeniach
Popularita tohto výkonového radu pochádza z jeho schopnosti riešiť širokú škálu požiadaviek na priemyselné pohyby.
Polohovanie a presnosť pohybu
Mnoho automatizovaných strojov vyžaduje os na opakované dosiahnutie cieľovej polohy. To môže zahŕňať rezaciu hlavu, podávač, indexovací mechanizmus alebo CNC os posuvu.
Servo spätná väzba umožňuje regulátoru monitorovať pohyb motora a kompenzovať odchýlky. Požadovaná presnosť závisí od mechanickej štruktúry, rozlíšenia kódovača, komponentov prevodovky a vyladenia riadenia.
Pri aplikáciách, kde je dôležitá opakovateľnosť polohovania, by preto inžinieri mali vyhodnotiť celý pohybový reťazec a nezameriavať sa iba na výkon motora.
Požiadavky na rýchlosť a krútiaci moment
Servosystém môže pracovať v širokom rozsahu otáčok pri manipulácii s meniacim sa mechanickým zaťažením. Zrýchľovanie a spomaľovanie môže vytvárať požiadavky na krátkodobý krútiaci moment, ktoré sa výrazne líšia od podmienok nepretržitej prevádzky.
To sa týka najmä baliacich, rezacích a indexovacích zariadení, kde sa motor môže opakovane zrýchľovať, zastavovať a cúvať.
Správne zvolený systém by mal poskytovať dostatočný nepretržitý krútiaci moment a zároveň zvládať špičkové požiadavky bez nadmerného tepelného namáhania alebo nestabilnej prevádzky.
Jednoosové a viacosové aplikácie
Niektoré stroje vyžadujú nezávislé riadenie iba jednej hlavnej pohybovej osi, zatiaľ čo iné koordinujú niekoľko osí súčasne.
Konfigurácia s jednou osou môže zjednodušiť zapojenie a údržbu, keď postačuje nezávislé riadenie osi. Viacosové systémy môžu byť vhodnejšie, keď sa vyžaduje synchronizovaný pohyb.
Pri výbere by sa preto mali zohľadniť nielen požiadavky na výkon, ale aj architektúra riadiacej jednotky stroja a komunikačnej siete.
Kľúčové faktory, ktoré je potrebné zvážiť pri výbere výrobcu serva
Dobré porovnanie dodávateľov by malo začať technickou kompatibilitou.
Menovitý výkon a krútiaci moment
Menovitý výkon poskytuje užitočný východiskový bod, ale neurčuje, či je servosystém vhodný pre konkrétny stroj.
Inžinieri by mali vypočítať požiadavky na nepretržitý krútiaci moment, špičkový krútiaci moment, maximálnu rýchlosť a zrýchlenie. Treba zvážiť aj zotrvačnosť záťaže, pretože veľký nesúlad medzi zotrvačnosťou motora a záťažou stroja môže sťažiť ladenie.
Technológia kódovania a spätnej väzby
Spätná väzba je jedným z najdôležitejších rozdielov medzi servosystémami.
Inkrementálne snímače môžu poskytovať informácie o polohe pre mnohé konvenčné aplikácie, zatiaľ čo absolútne snímače môžu uchovávať úplnejšie informácie o polohe a môžu byť výhodné v strojoch, kde je dôležitá poloha pri štarte.
Rozlíšenie kódovača by sa malo hodnotiť aj spolu s mechanickým prevodom a požadovanou presnosťou polohovania.
Režimy ovládania
Rôzne aplikácie môžu vyžadovať rôzne stratégie riadenia.
Riadenie polohy sa bežne používa na indexovanie a polohovanie. Regulácia rýchlosti môže byť užitočná pre systémy podávania a navíjania. Kontrola krútiaceho momentu môže byť dôležitejšia pre aplikácie súvisiace s napätím.
Flexibilná platforma servopohonov by mala umožniť inžinierom vybrať si vhodný režim riadenia, a nie nútiť každý stroj do rovnakej konfigurácie.
Komunikačné rozhrania
Požiadavky na komunikáciu závisia od architektúry stroja.
Pulzné ovládanie môže byť vhodné pre relatívne jednoduché pohybové príkazy. Komunikácia typu RS485 a Modbus môže podporovať komunikáciu parametrov a stavu, zatiaľ čo systémy priemyselného Ethernetu a fieldbus môžu byť užitočné pre koordinovanú automatizáciu.
Komunikačné rozhranie by sa malo vždy skontrolovať oproti PLC, ovládaču pohybu a existujúcej továrenskej sieti.
Ochranné a ladiace funkcie
Ochranné funkcie pomáhajú meniču reagovať na abnormálne prevádzkové podmienky, ako je nadprúd, prepätie, prehriatie alebo poruchy spätnej väzby.
Funkcie ladenia sú rovnako dôležité, pretože výkon serva do značnej miery závisí od toho, ako ovládač reaguje na mechanické zaťaženie.
Najlepší výrobcovia 5 2kW AC servomotorových ovládačov
Nasledujúcich päť výrobcov predstavuje rôzne prístupy k technológii priemyselných servomotorov. Poradie nie je v konkrétnom poradí.
Zhejiang Tonghang E-Drive Technology Co., Ltd.
Zhejiang Tonghang E-Drive Technology Co., Ltd.sa zameriava na servopohony a servomotory pre priemyselnú automatizáciu a poskytuje produkty pre rôzne výkonové triedy a riadiace architektúry.
Jednoosový servopohon Tonghang s výkonom 2 kW je špecifikovaný s výstupným výkonom 2 000 W a trojfázovým vstupom 220 V AC. Zverejnené špecifikácie uvádzajú režimy riadenia polohy, rýchlosti, JOG a krútiaceho momentu spolu s impulznými a analógovými príkazovými vstupmi. Možnosti spätnej väzby zahŕňajú 2500-riadkové inkrementálne snímače a 17/23-bitové absolútne snímače, zatiaľ čo RS485 je k dispozícii na monitorovanie parametrov.
Architektúra produktu využíva riadiace jadro DSP a inteligentný napájací modul IPM. Tonghang tiež uvádza ochranu proti prepätiu, nadprúdu, prehriatiu a podpätiu spolu s obvodom mäkkého štartu.
Pre zákazníkov OEM je relevantné aj širšie portfólio servomotorov. Sortiment produktov Tonghang zahŕňa T3, T5A, EtherCAT, CANopen a ďalšie servo platformy, čo umožňuje kupujúcim zvážiť rôzne konfigurácie spätnej väzby a komunikácie podľa architektúry stroja.
2kW produktové informácie spoločnosti identifikujú medzi oblasťami použitia CNC obrábanie a smerovanie, balenie a označovanie, automatizovanú montáž a textilné a tlačiarenské zariadenia.
Vďaka tomu je Tonghang obzvlášť dôležitý pre výrobcov strojov, ktorí hľadajú dodávateľa so sídlom v Číne, ktorý dokáže vyhodnotiť prispôsobenie pohonu a motora ako súčasť toho istého projektu. Pri obstarávaní OEM možno pred konečnou konfiguráciou prediskutovať faktory, ako sú požiadavky na komunikáciu, výber kódovača, zaťaženie stroja a spôsob riadenia.
Yaskawa
Yaskawa je etablovaným globálnym výrobcom riadenia pohybu s radom Sigma-7, ktorá zahŕňa servozosilňovače, rotačné servomotory, prevodové motory, motory s priamym pohonom a lineárne servo produkty.
Portfólio Sigma-7 zahŕňa jednoosové SERVOPAKY pokrývajúce široký výkonový rozsah. Yaskawa tiež poskytuje rôzne rozhrania a konfigurácie komunikácie pre výrobcov strojov pracujúcich s rôznymi automatizačnými architektúrami.
Jednou z pozoruhodných charakteristík platformy Sigma-7 je jej zameranie na ladenie serva a pohybový výkon. Yaskawa poskytuje funkcie súvisiace s automatickým ladením, potlačením vibrácií, kompenzáciou trenia a ďalšími technológiami riadenia.
Široký sortiment umožňuje výrobcom strojov vybrať si rôzne konfigurácie motora a zosilňovača pre rôzne osi v rámci toho istého stroja. To môže byť užitočné pre zariadenia obsahujúce mechanizmy s nízkym aj vyšším zaťažením.
Yaskawa preto stojí za zváženie pre kupujúcich, ktorí uprednostňujú vyspelý ekosystém riadenia pohybu, širokú dostupnosť produktov a zavedené inžinierske nástroje.
Mitsubishi Electric
Mitsubishi Electric poskytuje servo technológiu prostredníctvom rodiny produktov MELSERVO a integruje riadenie pohybu do svojho širšieho portfólia továrenskej automatizácie.
Rad MELSERVO-J5 zahŕňa servozosilňovače pre rôzne napäťové triedy a komunikačné architektúry. Mitsubishi Electric tiež poskytuje servomotory, ovládače a súvisiace automatizačné produkty navrhnuté tak, aby spolupracovali v rámci svojho ekosystému priemyselnej automatizácie.
Jednou z dôležitých vlastností platformy je jej zameranie na vysokorýchlostné riadenie pohybu a funkcie automatického nastavenia. Tieto funkcie môžu pomôcť inžinierom konfigurovať výkon serva podľa vlastností stroja.
Mitsubishi Electric môže byť obzvlášť atraktívne pre výrobcov OEM, ktorí už používajú PLC Mitsubishi, HMI a ďalšie komponenty automatizácie továrne. Udržiavanie riadiacej jednotky, siete a servosystému v rovnakom ekosystéme môže zjednodušiť integráciu systému.
Pre kupujúcich, ktorí porovnávajú produkty Mitsubishi s inými dodávateľmi, je potrebné pred výberom skontrolovať presný model zosilňovača, vstupné napätie, komunikačné rozhranie, konfiguráciu kódovača a bezpečnostné požiadavky.
Siemens
Siemens pristupuje k servopohybu z perspektívy širšieho ekosystému priemyselnej automatizácie. Jeho portfólio SINAMICS zahŕňa pohony a produkty riadenia pohybu pre rôzne požiadavky na stroje.
Servosystém SINAMICS S210 je navrhnutý pre pohybové aplikácie a je určený na úzku spoluprácu s automatizačnými platformami Siemens. Jeho pozícia v rámci rodiny SINAMICS ho robí relevantným pre výrobcov strojov, ktorí chcú servo riadenie integrované s PLC, funkciami pohybu a priemyselnej siete.
Jednou z výhod prístupu Siemens je kompatibilita ekosystémov. Výrobcovia OEM, ktorí už používajú automatizačné zariadenia Siemens, môžu mať prospech z udržania pohonu, riadiacej jednotky, inžinierskeho softvéru a komunikačnej architektúry v rámci rovnakej platformy.
V prípade aplikácie triedy 2 kW by kupujúci mali skontrolovať presnú konfiguráciu S210, výber motora, vstupné napätie, nastavenie komunikácie a bezpečnostné požiadavky, a nie vyberať model len na základe nominálneho výkonu.
Toto je obzvlášť dôležité pre medzinárodné strojové projekty, pretože elektrické normy, dizajn skrine a sieťová architektúra sa môžu na jednotlivých trhoch líšiť.
Leadshine Technology Co., Ltd.
Leadshine poskytuje produkty na riadenie pohybu zahŕňajúce servopohony, servomotory, krokové systémy a súvisiace riadiace produkty.
Jeho 2000W servo produkty poskytujú viacero režimov riadenia a sú navrhnuté pre aplikácie priemyselného pohybu. V závislosti od série a konfigurácie môžu servosystémy Leadshine podporovať riadenie polohy, rýchlosti a krútiaceho momentu spolu s rôznymi spôsobmi príkazov a komunikácie.
Leadshine tiež poskytuje funkcie zamerané na zlepšenie odozvy serva, kontroly vibrácií a stability pohybu. Jeho širšie produktové portfólio dáva výrobcom strojov možnosť porovnávať servo a krokové technológie podľa požiadaviek aplikácie.
Spoločnosť môže byť relevantná pre výrobcov OEM a integrátorov riadenia pohybu, ktorí chcú dodávateľa so skúsenosťami s viacerými technológiami pohybu.
Rovnako ako u ostatných výrobcov, konečný výber by mal byť založený na skutočných požiadavkách stroja, vrátane zaťaženia, rýchlosti, kódovača, komunikačnej a riadiacej architektúry.
Porovnanie piatich výrobcov servomotorov
Týchto päť výrobcov má rôzne silné stránky, takže kupujúci by sa nemali považovať za jednoduché hodnotenie.
| Výrobca | Zameranie na produkt | Pozoruhodná úvaha | Potenciálny kupujúci |
| Tonghang E-Drive | Servopohony a motory | Zosúladenie hnacieho motora a podpora OEM | Čína získavanie, OEM stroje |
| Yaskawa | Riadenie pohybu a servosystémy | Široký servo ekosystém | Globálni výrobcovia strojov |
| Mitsubishi Electric | Továrenská automatizácia a servo | Integrácia automatizačného systému | Používatelia automatizácie Mitsubishi |
| Siemens | Priemyselná automatizácia a pohony | Integrácia ekosystémov automatizácie | OEM so sídlom v spoločnosti Siemens |
| Leadshine | Servo a ovládanie pohybu | Flexibilné portfólio riadenia pohybu | OEM a integrátori riadenia pohybu |
Tabuľka by sa mala použiť skôr ako východiskový bod než ako formálne hodnotenie trhu.
Dodávateľ s rozsiahlym globálnym ekosystémom môže byť výhodnejší pre nadnárodný projekt automatizácie, zatiaľ čo OEM môže uprednostniť prispôsobenie, priamu inžiniersku komunikáciu alebo párovanie hnacieho motora.
Najvhodnejšia voľba závisí od celkovej špecifikácie stroja.
Ktoré odvetvia používajú 2kW servosystémy?
Servosystémy v tomto výkonovom rozsahu možno použiť v širokej škále priemyselných odvetví.
CNC a obrábacie stroje
CNC stroje vyžadujú riadený pohyb osí posuvu, rotačné mechanizmy a polohovacie systémy. Servo spätná väzba umožňuje ovládaču monitorovať pohyb a udržiavať požadovaný pohybový profil.
Pri CNC aplikáciách by mali inžinieri venovať osobitnú pozornosť presnosti polohovania, zrýchleniu, maximálnej rýchlosti a mechanickej zotrvačnosti.
Balenie a označovanie
Baliace stroje často vykonávajú opakované operácie indexovania, podávania, rezania a uzatvárania.
Servoriadenie môže koordinovať tieto pohyby a zároveň umožňuje riadiacej jednotke stroja meniť rýchlosť alebo polohu podľa výrobného cyklu.
Textilné a tlačiarenské stroje
Textilné a tlačiarenské zariadenia môžu vyžadovať stabilnú rýchlosť, koordinovaný pohyb a kontrolované napätie.
Aplikácie, ako je podávanie materiálu, navíjanie a polohovanie, môžu ťažiť zo servo technológie, keď stroj vyžaduje presnejší pohyb, než môže poskytnúť základné ovládanie motora.
Montáž a manipulácia s materiálom
Automatizované montážne zariadenia môžu využívať servoosi na polohovanie komponentov, lisovanie, prenášanie alebo indexovanie.
Požadovaná konfigurácia závisí od charakteristík zaťaženia, doby cyklu a požiadaviek na umiestnenie.
Automatizované výrobné linky
Výrobné linky môžu využívať servosystémy v dopravníkoch, podávačoch, kontrolných mechanizmoch a synchronizovaných polohovacích jednotkách.
Tam, kde je potrebné, aby viacero osí spolupracovalo, je čoraz dôležitejšia komunikácia a kompatibilita ovládačov.
Ako vybrať správny servosystém pre váš stroj
Výber servosystému by mal začať s mechanickými požiadavkami.
Vypočítajte nepretržitý a špičkový krútiaci moment
Určte krútiaci moment potrebný počas normálnej prevádzky a maximálny krútiaci moment potrebný počas zrýchlenia, spomalenia alebo náhlych zmien zaťaženia.
Špičkový krútiaci moment by sa nemal zamieňať s trvalým krútiacim momentom. Pri výbere motora a pohonu je potrebné zvážiť obe hodnoty.
Skontrolujte požiadavky na otáčky motora
Pred výberom motora by sa mala určiť maximálna požadovaná rýchlosť.
Stroj môže potrebovať vysokú rýchlosť počas jednej časti cyklu a vysoký krútiaci moment počas inej. Inžinieri by preto mali skôr vyhodnotiť celú krivku otáčok a krútiaceho momentu, než sa spoliehať len na menovité otáčky.
Vyhodnoťte zotrvačnosť zaťaženia
Zotrvačnosť záťaže môže silne ovplyvniť ladenie serva.
Vysoký pomer zotrvačnosti môže vyžadovať iné dimenzovanie motora, mechanického prevodu alebo ladiacich parametrov. Poskytnutie presných informácií o zotrvačnosti dodávateľovi môže zlepšiť počiatočnú konfiguráciu.
Vyberte správny kódovač
Kódovač by mal zodpovedať požiadavkám na polohovanie a rozhraniu ovládača.
Inkrementálna spätná väzba môže byť vhodná pre mnohé štandardné aplikácie. Systémy absolútnych kódovačov môžu byť vhodnejšie, keď stroj vyžaduje podrobnejšie informácie o polohe alebo špecifické správanie pri spustení.
Potvrďte komunikačný protokol
Servo by malo správne komunikovať s riadiacou jednotkou stroja.
Pred objednávkou si overte, či systém vyžaduje impulzný vstup, analógové ovládanie, RS485, Modbus, EtherCAT, PROFINET, CC-Link alebo inú komunikačnú architektúru.
Bežné otázky pred kúpou 2kW servosystému
Ako vypočítam požadovaný výkon serva?
Začnite s trvalým krútiacim momentom, špičkovým krútiacim momentom, prevádzkovou rýchlosťou, časom zrýchlenia a zotrvačnosťou zaťaženia. Tieto hodnoty by sa mali vyhodnocovať spoločne, a nie výber motora zo samotného výkonu.
Je potrebný absolútny kódovač?
Nie každá aplikácia vyžaduje absolútny kódovač. Výber závisí od požiadaviek na umiestnenie, správania pri spustení a architektúry ovládača.
Pre aplikácie, kde sú informácie o polohe obzvlášť dôležité, môže absolútny kódovač poskytnúť ďalšie výhody.
Aký komunikačný protokol si mám vybrať?
Komunikačný protokol by sa mal zhodovať s PLC alebo ovládačom pohybu, ktorý už stroj používa.
Pre jednoduché systémy môže postačovať pulzné riadenie. Sieťové stroje môžu ťažiť z riešenia fieldbus alebo priemyselného Ethernetu.
Môže výrobca zosúladiť pohon a motor?
áno. Toto je často výhodnejšie ako výber dvoch komponentov nezávisle.
Dodávateľ môže vyhodnotiť požiadavky na výkon, krútiaci moment, rýchlosť, kódovač a riadenie ako kompletný systém.
Dopyt a technická spolupráca
Pre výrobcov CNC zariadení a integrátorov priemyselnej automatizácie je výber spoľahlivého partnera servopohonov nevyhnutný na dosiahnutie stabilného riadenia pohybu a výkonu stroja.
Tonghang E-Drive Technology Co., Ltd. poskytuje:
• 2kW riešenia servopohonu
• Podpora integrácie riadenia pohybu
• Poradenstvo pri výbere produktu
• Technická pomoc pri ladení
Proces spolupráce:
• Analýza požiadaviek aplikácie
• Odporúčanie pre konfiguráciu produktu
• Testovanie a validácia vzoriek
Testovanie a validácia vzoriek
• Podpora hromadnej výroby a podpora výroby
Či už ide o štandardné automatizačné zariadenia alebo prispôsobené projekty riadenia pohybu, TH poskytuje profesionálnu technickú podporu, ktorá pomáha zákazníkom dosiahnuť efektívnu a spoľahlivú systémovú integráciu.