Cómo elegir un servomotor Omron

He visto a muchos compradores comenzar con una pregunta sencilla:

“¿Puedes ofrecer esto?” servocontrolador Omron?”

Sin embargo, tras revisar la aplicación, a menudo descubrimos que el variador es solo una parte del sistema de servocontrol. Si el motor, el controlador, el cable o el método de comunicación no son compatibles, la máquina podría no funcionar correctamente, incluso si el variador es nuevo.

Esta guía explica cómo elegir un servomotor Omron de forma práctica, especialmente para ingenieros, equipos de mantenimiento y responsables de compras que necesitan evitar errores costosos.

Posiciones de Omron servomotores y servocontroladores Para aplicaciones de control de alta velocidad y alta precisión, algunos modelos están disponibles con comunicación EtherCAT integrada.

1. Empiece por la máquina, no por el accionamiento.

El primer paso no es preguntar: "¿Qué servomotor es más barato?".“

La pregunta más pertinente es:

“¿Qué función debe cumplir este eje en la máquina?”

Un servocontrolador controla el motor, pero el motor tiene que mover la carga real. Eso significa que primero debes comprender los requisitos mecánicos:

¿Cuál es el peso de la carga?
¿A qué velocidad necesita moverse?
¿Con qué rapidez necesita acelerar y detenerse?
¿El eje es horizontal o vertical?
¿Requiere una alta precisión de posicionamiento?
¿Tiene caja de engranajes, husillo de bolas, correa, mesa giratoria o acoplamiento directo?
¿Con qué frecuencia se repite el movimiento?

Para el diseño de una nueva máquina, el dimensionamiento del motor debe realizarse antes que la selección del variador. La herramienta de dimensionamiento de motores de Omron está diseñada para ayudar a seleccionar el motor y el variador adecuados en función de la estructura mecánica, los patrones de funcionamiento, la masa, la relación de reducción, la inercia y el cálculo del par.

Para reemplazo o mantenimiento, el proceso es diferente. Generalmente, se parte del número de modelo que figura en la placa de características del servomotor o del motor. En ese caso, lo más seguro es verificar el modelo exacto, la fuente de alimentación, la compatibilidad del motor y la conexión del cable antes de comprar.

2. Confirme primero el servomotor.

En la mayoría Omrón En los sistemas de servocontrol, el variador de frecuencia debe seleccionarse en función del servomotor.

El motor determina la potencia de salida requerida, la compatibilidad con el codificador, la velocidad nominal, la opción de freno, el tipo de inercia y el tipo de conector. Si el motor y el variador no son compatibles, pueden producirse errores de configuración, fallos de comunicación, problemas con el codificador o un movimiento inestable.

Por ejemplo, si su motor es de 400 W, normalmente necesitará un controlador compatible de 400 W de la misma familia de servos. Si el motor tiene freno, el controlador y el cableado deben ser compatibles con el circuito de freno. Si el motor utiliza un codificador absoluto, el controlador debe ser compatible con ese tipo de codificador.

Para un nuevo diseño, elija primero el motor en función de los requisitos de par y velocidad. A continuación, seleccione el variador correspondiente.

Para un proyecto de reemplazo, revise ambas etiquetas:

Modelo de servoaccionamiento: normalmente comienza con R88D
Modelo de servomotor: normalmente comienza con R88M

Es posible que el comprador solo envíe el modelo de la transmisión, pero para una confirmación precisa, el modelo del motor suele ser igual de importante.

3. Elija la serie de servos Omron adecuada.

Omron dispone de diferentes familias de servomotores, y la elección correcta depende de la generación de la máquina, la plataforma del controlador y los requisitos de la aplicación.

En los sistemas de movimiento modernos de Omron, la serie 1S se utiliza ampliamente para el control avanzado de maquinaria. Omron describe el servomotor 1S como un sistema diseñado para mejorar el diseño, la instalación, la puesta en marcha y el mantenimiento de la maquinaria, con características como un codificador de alta resolución, un codificador absoluto multivuelta sin batería, un control de bucle mejorado y funciones de seguridad integradas.

La serie 1S abarca un rango de potencia de 50 W a 15 kW e incluye un codificador de alta resolución de 23 bits y un codificador absoluto multivuelta sin batería.

La serie G5 es otra importante familia de servomotores de Omron. Se utiliza frecuentemente en equipos existentes y en proyectos de reemplazo. Los variadores G5 están disponibles con diferentes tipos de control, incluyendo comunicación EtherCAT y modelos analógicos/de impulsos. La familia de variadores analógicos/de impulsos G5 de Omron incluye modelos con motores rotativos de 50 W a 15 kW y compatibilidad total con codificadores de bucle cerrado.

En términos sencillos:

Utilice la serie 1S cuando trabaje con máquinas más modernas basadas en Omron Sysmac, control de movimiento EtherCAT, retroalimentación de alta resolución y requisitos de seguridad modernos.

Utilice la serie G5 cuando vaya a sustituir sistemas G5 existentes, a realizar el mantenimiento de equipos antiguos o a trabajar con aplicaciones de control analógico/por impulsos.

Utilice el modelo exacto que ya tiene cuando la máquina esté en funcionamiento y solo necesite un reemplazo. En el mantenimiento, la compatibilidad es más importante que una actualización sin un propósito específico.

4. Compruebe el método de control.

Este es uno de los puntos más importantes.

Un servomotor debe coincidir con el método de control del controlador. Si el método de control es incorrecto, el servomotor puede encenderse, pero no funcionará con su PLC o controlador de movimiento.

Los métodos de control comunes incluyen:

EtherCAT
Esto es habitual en los sistemas de movimiento Omron más recientes, especialmente al usar controladores de máquina NJ/NX y Sysmac Studio. Es adecuado para el control sincronizado de múltiples ejes y la automatización de máquinas de alto rendimiento.

Entrada de tren de pulsos
Esto es común en muchas aplicaciones tradicionales de posicionamiento con PLC. El controlador envía señales de pulso y dirección al servomotor.

Entrada analógica
Esto se utiliza a menudo para el control de velocidad o par en algunos sistemas antiguos o especiales.

Antes de elegir un variador, compruebe la salida que proporciona su controlador. Un servovariador EtherCAT no puede simplemente reemplazar un variador de entrada de pulsos a menos que también se cambie el sistema de control.

Por ejemplo, los servomotores 1S de Omron están disponibles con comunicación EtherCAT integrada, mientras que los modelos G5 incluyen opciones de accionamiento analógico/por impulsos.

Por eso, los sufijos de los modelos son importantes. Dos servomotores pueden parecer similares en cuanto a potencia, pero su interfaz de control puede ser completamente diferente.

5. Asegúrese de que el voltaje de la fuente de alimentación coincida.

El suministro eléctrico es otra área donde los compradores suelen cometer errores.

Los servomotores Omron pueden diseñarse para diferentes voltajes de entrada, como 100 VCA, 200 VCA, 400 VCA o 480 VCA, dependiendo de la región y la serie del modelo.

Por ejemplo, la gama 1S EtherCAT de Omron incluye modelos monofásicos de 100 VCA, modelos monofásicos/trifásicos de 200 VCA, modelos trifásicos de 200 VCA y modelos trifásicos de 400 VCA con diferentes potencias nominales.

Si el panel de control de su máquina está diseñado para 200 VCA, no seleccione un variador de 400 VCA solo porque la potencia nominal parezca correcta. La clase de voltaje debe coincidir con el diseño eléctrico de la máquina.

Siempre revise:

Voltaje de entrada
Suministro monofásico o trifásico
Potencia de salida nominal
Estándar de voltaje regional
Diseño de armarios de control
Cableado y dispositivos de protección existentes

Para la sustitución, el método más seguro es utilizar un voltaje que coincida exactamente con el del original.

6. Seleccione la potencia de salida correcta.

La potencia del servocontrolador se suele seleccionar en función de la potencia del servomotor.

Un motor de 400 W generalmente requiere un variador compatible de 400 W. Un motor de 1,5 kW requiere un variador compatible de 1,5 kW. Pero esto no significa que la potencia sea lo único que haya que comprobar.

También debes tener en cuenta lo siguiente:

Requisito de par máximo
Tiempo de aceleración y desaceleración
inercia de carga
Ciclo de trabajo
Energía de regeneración
fricción mecánica
Condiciones de carga vertical
Margen de seguridad

Un error común es elegir un variador basándose únicamente en la potencia del motor, sin tener en cuenta las condiciones de carga máxima. El sistema puede funcionar durante las pruebas, pero fallar durante una aceleración rápida, una parada de emergencia o una producción continua.

Si la máquina tiene ciclos frecuentes de arranque y parada, alta inercia o movimiento de elevación vertical, la selección debe revisarse con más detenimiento.

7. Verifique el tipo de codificador y los requisitos de retroalimentación.

El codificador es el dispositivo de retroalimentación que le indica al servocontrolador la posición y la velocidad del motor.

Para aplicaciones de posicionamiento, la compatibilidad del codificador es fundamental.

La serie 1S de Omron incluye un codificador de alta resolución de 23 bits y un codificador absoluto multivuelta sin batería, lo que simplifica el mantenimiento, ya que no se requiere batería de respaldo para la retención de la posición absoluta.

En los sistemas más antiguos, también es posible que vea configuraciones de codificador incremental o absoluto, dependiendo de la serie del motor.

Antes de elegir una unidad, confirme:

¿El motor es incremental o absoluto?
¿El sistema necesita posicionamiento absoluto después de apagarlo?
¿Se necesita batería?
¿El controlador actual espera datos de posición absoluta?
¿Es compatible el cable del codificador?

Si va a reemplazar una unidad en una máquina existente, no cambie el tipo de codificador a la ligera. Esto podría afectar la calibración, el posicionamiento y la configuración del controlador.

8. Decide si se necesita un freno.

El freno del motor no se utiliza para detener el motor durante el movimiento normal. Su función principal es mantener el eje en su lugar cuando se interrumpe la alimentación o cuando el servomotor está desactivado.

Los motores de freno son comunes en:

ejes verticales
Mecanismos de elevación
Aplicaciones del eje Z
Accesorios de sujeción
Robots o sistemas de manipulación
Máquinas donde la caída de carga es peligrosa

Si su eje es vertical, debe prestar especial atención a los requisitos de frenado.

Un motor sin freno puede ser más económico, pero puede resultar inseguro o inadecuado para cargas verticales. Un motor con freno también requiere un cableado y una configuración de accionamiento correctos.

Al reemplazar un sistema existente, verifique si el modelo del motor incluye la opción de freno. No dé por sentado que el freno es opcional solo porque la máquina "normalmente se detiene mediante servocontrol".“

9. Revisar los requisitos de seguridad

La seguridad está adquiriendo cada vez más importancia en el diseño de maquinaria moderna.

Para muchas aplicaciones, la función de desconexión segura del par (STO, por sus siglas en inglés) es ahora un requisito común. Algunas máquinas también requieren funciones de seguridad más avanzadas, según la evaluación de riesgos realizada.

Omron afirma que la serie 1S incluye funciones de seguridad integradas, como la desconexión segura del par mediante cableado y la seguridad a través de EtherCAT mediante FSoE.

Omron también lanzó los sistemas de servocontrol de CA de la serie 1S con funcionalidad de seguridad que proporcionan ocho funciones de seguridad que cumplen con los requisitos del nivel PLe/SIL3.

Para máquinas sencillas, la función STO puede ser suficiente. Para máquinas más avanzadas, especialmente máquinas de embalaje, robótica, manipulación de materiales o equipos vendidos en Europa, se deben revisar cuidadosamente las funciones de seguridad.

No elija un servomotor basándose únicamente en su potencia nominal si la máquina requiere una función de seguridad certificada.

10. No olvides los cables y conectores.

Un servomotor rara vez se utiliza solo.

También podrías necesitar:

Cable de alimentación
Cable del codificador
Cable de freno
Conector de E/S
Cable de comunicación
Accesorios para codificadores con o sin batería
Resistencia de regeneración
Filtro de ruido
Reactor
Accesorios de montaje

Para proyectos de reemplazo, cables Puede convertirse en un problema oculto. Es posible que una unidad nueva no sea compatible con el conector del cable antiguo, especialmente si se cambia de una serie a otra.

Antes de realizar el pedido, confirme si va a comprar solo el variador o el juego completo de servos.

Para mantenimiento urgente, puede ser suficiente con reemplazar solo el variador averiado. Para el montaje de una máquina nueva, es mejor preparar el motor, el variador, los cables y los accesorios relacionados en conjunto.

11. Compruebe los requisitos de regeneración.

La regeneración se produce cuando el motor desacelera o cuando una carga vertical lo impulsa hacia atrás. La energía regresa al variador. Si la energía regenerada es demasiado alta, el sistema podría necesitar una resistencia de regeneración.

Las aplicaciones con mayor riesgo de regeneración incluyen:

ejes verticales
Grandes cargas de inercia
Desaceleración rápida
Movimiento frecuente de arranque y parada
Mesas giratorias
Sistemas de posicionamiento de largo recorrido

Si se ignora la regeneración, la máquina puede activar alarmas de sobretensión o detenerse inesperadamente durante su funcionamiento.

Cuando la aplicación tenga una carga pesada o una desaceleración frecuente, compruebe si se requiere una resistencia de regeneración externa.

12. Considere el entorno laboral.

Los servomotores se instalan dentro de los paneles de control, pero el entorno sigue siendo importante.

Compruebe lo siguiente:

Temperatura ambiente
Humedad
Vibración
Polvo
neblina de aceite
Gas corrosivo
Ventilación de paneles
espaciamiento de instalación
Puesta a tierra y control del ruido

Por ejemplo, las especificaciones generales del modelo 1S de Omron incluyen una temperatura ambiente de funcionamiento de 0 a 55 °C y una humedad de hasta 90% como máximo, sin condensación.

No instale un servomotor en un armario eléctrico con poco espacio y sin suficiente disipación de calor. Incluso si el modelo es el adecuado, una mala instalación puede acortar su vida útil.

13. Tenga cuidado con los modelos de reemplazo y los modelos descontinuados.

Muchos compradores buscan servomotores Omron porque una máquina antigua se ha averiado y el variador original es difícil de encontrar.

En esta situación, no se apresure a comprar el modelo que "más se parezca".

Controlar:

Modelo de transmisión exacto
Modelo exacto del motor
Voltaje de entrada
Potencia de salida
Método de control
Tipo de codificador
Opción de freno
Compatibilidad de firmware o parámetros
Tamaño de montaje
Compatibilidad de cables
Modelo de controlador
Requisitos del programa de máquina

Algunos modelos de reemplazo pueden requerir cambios de parámetros o de cables. Algunos ni siquiera son reemplazos directos.

Si se detiene la producción, la solución más rápida suele ser encontrar el mismo modelo original en stock. Si el modelo original está descatalogado o no está disponible, conviene consultar un plan de sustitución con todos los detalles técnicos necesarios.

14. Cuidado con los servomotores reacondicionados.

Los servomotores Omron se utilizan en muchas fábricas, por lo que el mercado también cuenta con muchas unidades usadas o reacondicionadas.

Para algunos compradores, una unidad reacondicionada barata puede parecer atractiva. Pero en proyectos de ingeniería reales, el riesgo puede ser mucho mayor que el ahorro.

Los posibles problemas incluyen:

Menor esperanza de vida restante
Historial de alarmas ocultas
Rendimiento inestable
Terminales dañados
Placas internas reparadas
Sin garantía fiable
Etiquetas incorrectas o piezas cambiadas
Fallo después de la instalación

Para maquinaria de producción, proyectos gubernamentales, equipos de exportación o mantenimiento urgente, los productos nuevos y originales suelen ser más seguros.

Esto es especialmente importante para los gerentes de compras que necesitan proteger a su empresa de posibles reclamaciones de calidad en el futuro.

15. Lista de verificación práctica para la selección de servomotores Omron

Antes de confirmar la compra de un servomotor Omron, verifique estos puntos:

Modelo de servomotor
Modelo de accionamiento servo
Potencia de salida nominal
Tensión de entrada y fase
Método de control
Tipo de codificador
Requisito de frenado
Función de seguridad
Compatibilidad de cables
Modelo de controlador
Carga de la aplicación
Requisito de regeneración
Entorno de instalación
Proyecto de nuevo diseño o de reemplazo
Disponibilidad y plazo de entrega
Garantía y estado del producto

Si puede responder a estas preguntas con claridad, el riesgo de elegir el servomotor incorrecto será mucho menor.

16. Ejemplo: Selección de un accionamiento para una máquina de embalaje

Digamos que estás construyendo o realizando el mantenimiento de una máquina de envasado.

La máquina cuenta con varios ejes: alimentación, corte, sellado y posicionamiento. El movimiento debe ser preciso, rápido y repetible. Si el controlador es un sistema Omron NJ o NX con EtherCAT, un servomotor EtherCAT 1S podría ser una opción adecuada.

Pero aún así, es necesario comprobar cada eje por separado.

El eje de alimentación puede necesitar una respuesta rápida.
Es posible que el eje de corte requiera una sincronización precisa.
El eje vertical puede requerir un freno.
El eje de alta inercia podría necesitar una revisión para su regeneración.
El diseño de seguridad puede requerir STO o funciones de seguridad más avanzadas.

Por este motivo, una misma máquina puede utilizar varios servomotores con diferentes potencias, aunque pertenezcan a la misma familia de servomotores Omron.

Una buena selección de servomotores no se trata solo de que el producto coincida, sino de que coincida con la aplicación.

17. Errores comunes al elegir un servomotor Omron

Un error común es elegir basándose únicamente en la potencia en vatios.

Un variador de 750 W no es automáticamente correcto solo porque el motor sea de 750 W. La serie, el voltaje, la interfaz de control y el codificador también deben coincidir.

Otro error es ignorar al controlador.

Si el PLC o el controlador de movimiento emiten señales de pulso, un variador compatible únicamente con EtherCAT no será un reemplazo directo.

Un tercer error es olvidarse del freno motor.

Esto es especialmente arriesgado para los ejes verticales. Si el motor original tiene freno, el de repuesto debe revisarse cuidadosamente.

Otro problema común es comprar el disco duro pero olvidarse de los cables.

Para proyectos urgentes, esto puede ocasionar retrasos importantes. El disco duro puede llegar rápidamente, pero la máquina seguirá sin funcionar porque falta el cable.

Por último, muchos compradores subestiman el riesgo de los productos reacondicionados.

Los servomotores son componentes de movimiento de precisión. Un precio bajo no sirve de nada si la máquina vuelve a detenerse después de la instalación.

18. ¿Cuándo debería pedirle a un proveedor que le ayude a comprobar el modelo?

Debes pedir ayuda cuando:

El modelo original está descatalogado.
Solo tienes el modelo de motor
Solo tienes el modelo de transmisión
La máquina utiliza un sistema Omron antiguo.
No estás seguro de EtherCAT o del control por pulsos.
El eje tiene un freno
El proyecto es urgente
Necesitas un repuesto pero no quieres cambiar el cableado.
Estás comprando para la máquina de un cliente y no puedes correr riesgos.

Un proveedor profesional no solo debe ofrecer un precio, sino también ayudarle a comprobar si el modelo es el adecuado, si el producto es nuevo y original, y si dispone de los accesorios necesarios.

Para los equipos de compras, esto ahorra tiempo de comunicación con los ingenieros. Para los ingenieros, reduce el riesgo de que lleguen piezas incorrectas a la obra.