Comment choisir un servomoteur Omron

J'ai vu de nombreux acheteurs commencer par une simple question :

“ Pouvez-vous proposer ceci ? » servomoteur Omron?”

Après vérification de l'application, on constate souvent que le variateur ne représente qu'une partie du système d'asservissement. Si le moteur, le contrôleur, le câble ou le mode de communication ne sont pas compatibles, la machine risque de ne pas fonctionner correctement, même si le variateur est neuf.

Ce guide explique comment choisir un servomoteur Omron de manière pratique, notamment pour les ingénieurs, les équipes de maintenance et les responsables des achats qui doivent éviter des erreurs coûteuses.

Positions Omron servomoteurs et servomoteurs pour les applications de contrôle à haute vitesse et haute précision, et certains modèles sont disponibles avec une communication EtherCAT intégrée.

1. Commencez par la machine, pas par le lecteur

La première étape n'est pas de se demander : “ Quel servomoteur est le moins cher ? ”

La question la plus pertinente est :

“ À quoi sert cet axe pour la machine ? ”

Un servomoteur commande le moteur, mais c'est ce dernier qui doit déplacer la charge réelle. Il est donc essentiel de bien comprendre les exigences mécaniques au préalable :

Quel est le poids de la charge ?
À quelle vitesse doit-il se déplacer ?
À quelle vitesse doit-il accélérer et s'arrêter ?
L'axe est-il horizontal ou vertical ?
A-t-il besoin d'une grande précision de positionnement ?
Existe-t-il un réducteur, une vis à billes, une courroie, une table rotative ou un accouplement direct ?
À quelle fréquence le mouvement se répète-t-il ?

Lors de la conception d'une nouvelle machine, le dimensionnement du moteur doit généralement précéder le choix du variateur. L'outil de dimensionnement de moteur d'Omron est conçu pour faciliter la sélection du moteur et du variateur adaptés en fonction de la structure mécanique, des modes de fonctionnement, de la masse, du rapport de réduction, de l'inertie et du calcul du couple.

Pour le remplacement ou la maintenance, la procédure est différente. Il faut généralement se baser sur la référence du modèle figurant sur la plaque signalétique du servomoteur ou du moteur. Dans ce cas, la solution la plus sûre consiste à vérifier le modèle exact, l'alimentation, la compatibilité du moteur et le branchement des câbles avant tout achat.

2. Vérifiez d'abord le servomoteur.

Dans la plupart des cas Omron Dans les systèmes servo, le servovariateur doit être sélectionné en fonction du servomoteur.

Le moteur détermine la puissance de sortie requise, la compatibilité avec l'encodeur, la vitesse nominale, l'option de freinage, le type d'inertie et le type de connecteur. En cas d'incompatibilité entre le moteur et le variateur, des erreurs de configuration, des problèmes de communication, des dysfonctionnements de l'encodeur ou un mouvement instable peuvent survenir.

Par exemple, si votre moteur a une puissance de 400 W, vous aurez généralement besoin d'un variateur compatible de 400 W appartenant à la même famille de servomoteurs. Si le moteur est équipé d'un frein, le variateur et le câblage doivent être compatibles avec le circuit de freinage. Si le moteur utilise un codeur absolu, le variateur doit être compatible avec ce type de codeur.

Pour une nouvelle conception, choisissez d'abord le moteur en fonction des exigences de couple et de vitesse. Ensuite, sélectionnez le variateur adapté.

Pour un projet de remplacement, vérifiez les deux étiquettes :

Modèle de servomoteur : commence généralement par R88D
Modèle de servomoteur : commence généralement par R88M

Un acheteur peut se contenter d'envoyer le modèle de la transmission, mais pour une confirmation précise, le modèle du moteur est souvent tout aussi important.

3. Choisissez la bonne série de servos Omron

Omron propose différentes familles de servomoteurs, et le choix approprié dépend de la génération de la machine, de la plateforme de contrôle et des exigences de l'application.

Pour les systèmes de mouvement Omron modernes, la série 1S est largement utilisée pour la commande avancée de machines. Omron décrit le système servo 1S comme étant conçu pour simplifier la conception, l'installation, la mise en service et la maintenance des machines, grâce à des fonctionnalités telles qu'un codeur haute résolution, un codeur absolu multitours sans pile, une commande de boucle améliorée et des fonctions de sécurité intégrées.

La série 1S couvre une plage de puissance de 50 W à 15 kW et comprend un encodeur haute résolution 23 bits et un encodeur absolu multitours sans batterie.

La série G5 est une autre famille importante de servomoteurs Omron. On la retrouve fréquemment dans les équipements existants et les projets de remplacement. Les variateurs G5 sont disponibles avec différents types de commande, notamment la communication EtherCAT et des modèles analogiques/à impulsions. La gamme de variateurs analogiques/à impulsions G5 d'Omron comprend des modèles avec moteurs rotatifs de 50 W à 15 kW et une prise en charge complète des codeurs en boucle fermée.

En termes simples :

Utilisez la série 1S lorsque vous travaillez avec des machines plus récentes basées sur Omron Sysmac, le contrôle de mouvement EtherCAT, un retour d'information haute résolution et des exigences de sécurité modernes.

Utilisez la série G5 lorsque vous remplacez des systèmes G5 existants, que vous entretenez des équipements plus anciens ou que vous travaillez avec des applications de contrôle analogique/impulsionnel.

Utilisez le modèle exact existant si la machine est déjà en fonctionnement et que vous avez seulement besoin d'un remplacement. En matière de maintenance, la compatibilité est plus importante qu'une simple mise à niveau.

4. Vérifier la méthode de contrôle

C'est l'un des points les plus importants.

Un servomoteur doit être compatible avec le mode de commande de son automate. Si le mode de commande est incorrect, le servomoteur peut s'allumer, mais il ne fonctionnera pas avec votre automate programmable ou votre contrôleur de mouvement.

Les méthodes de contrôle courantes comprennent :

EtherCAT
Cette configuration est courante dans les systèmes de mouvement Omron récents, notamment avec les contrôleurs de machines NJ/NX et Sysmac Studio. Elle convient à la commande multiaxes synchronisée et à l'automatisation de machines hautes performances.

Entrée du train d'impulsions
Ceci est courant dans de nombreuses applications de positionnement PLC traditionnelles. Le contrôleur envoie des signaux d'impulsion et de direction au servomoteur.

Entrée analogique
On utilise souvent ce procédé pour le contrôle de la vitesse ou du couple dans certains systèmes anciens ou spécifiques.

Avant de choisir un variateur, vérifiez le type de sortie fourni par votre contrôleur. Un servovariateur EtherCAT ne peut pas remplacer un variateur à entrée impulsionnelle sans modifier également le système de commande.

Par exemple, les servovariateurs 1S d'Omron sont disponibles avec une communication EtherCAT intégrée, tandis que les modèles G5 incluent des options de commande analogiques/à impulsions.

C’est pourquoi les suffixes des modèles sont importants. Deux servomoteurs peuvent avoir une puissance nominale similaire, mais leur interface de commande peut être totalement différente.

5. Adapter la tension d'alimentation

L'alimentation électrique est un autre domaine où les acheteurs font souvent des erreurs.

Les servomoteurs Omron peuvent être conçus pour différentes tensions d'entrée, telles que 100 VCA, 200 VCA, 400 VCA ou 480 VCA, selon la région et la série de modèles.

Par exemple, la gamme 1S EtherCAT d'Omron comprend des modèles monophasés 100 V CA, des modèles monophasés/triphasés 200 V CA, des modèles triphasés 200 V CA et des modèles triphasés 400 V CA de différentes puissances.

Si le panneau de votre machine est conçu pour 200 V CA, ne choisissez pas un variateur 400 V CA simplement parce que sa puissance nominale semble correcte. La classe de tension doit correspondre à la conception électrique de la machine.

Toujours vérifier :

Tension d'entrée
Alimentation monophasée ou triphasée
Puissance de sortie nominale
Norme de tension régionale
Conception d'armoire de commande
Dispositifs de câblage et de protection existants

Pour le remplacement, la méthode la plus sûre consiste à respecter exactement la classe de tension d'origine.

6. Sélectionnez la puissance de sortie appropriée

La puissance du servomoteur est généralement sélectionnée en fonction de la puissance du servomoteur.

Un moteur de 400 W nécessite généralement un variateur compatible de 400 W. Un moteur de 1,5 kW nécessite un variateur compatible de 1,5 kW. Cependant, la puissance n'est pas le seul critère à prendre en compte.

Vous devez également prendre en compte :

Exigence de couple maximal
Temps d'accélération et de décélération
inertie de la charge
cycle de service
énergie de régénération
frottement mécanique
conditions de charge verticale
marge de sécurité

Une erreur fréquente consiste à choisir un variateur uniquement en fonction de la puissance du moteur, sans tenir compte des pics de charge. Le système peut fonctionner correctement lors des tests, mais tomber en panne lors d'une accélération rapide, d'un arrêt d'urgence ou en production continue.

Si la machine présente des cycles de démarrage-arrêt fréquents, une inertie élevée ou un mouvement de levage vertical, la sélection doit être examinée plus attentivement.

7. Vérifier le type d'encodeur et les exigences de retour d'information

L'encodeur est le dispositif de retour d'information qui indique au servomoteur la position et la vitesse du moteur.

Pour les applications de positionnement, la compatibilité de l'encodeur est essentielle.

La série 1S d'Omron comprend un codeur haute résolution 23 bits et un codeur absolu multitours sans batterie, ce qui simplifie la maintenance car aucune batterie de secours n'est requise pour le maintien de la position absolue.

Pour les systèmes plus anciens, vous pouvez également rencontrer des configurations d'encodeur incrémental ou absolu selon la série de moteurs.

Avant de choisir un lecteur, veuillez confirmer :

Le moteur est-il incrémental ou absolu ?
Le système a-t-il besoin d'un positionnement absolu après la mise hors tension ?
Une batterie est-elle nécessaire ?
Le contrôleur existant attend-il des données de position absolue ?
Le câble de l'encodeur est-il compatible ?

Si vous remplacez un variateur dans une machine existante, ne changez pas le type d'encodeur à la légère. Cela pourrait affecter le retour à l'origine, le positionnement et les paramètres du contrôleur.

8. Déterminer si un frein est nécessaire

Le frein moteur ne sert pas à arrêter le moteur en fonctionnement normal. Il est principalement utilisé pour immobiliser l'axe en cas de coupure de courant ou lorsque le servomoteur est désactivé.

Les moteurs de frein sont courants dans :

Axes verticaux
Mécanismes de levage
Applications de l'axe Z
Tenue des installations
Robots ou systèmes de manutention
Machines où la chute de charge est dangereuse

Si votre axe est vertical, vous devez accorder une attention particulière aux exigences relatives au freinage.

Un moteur sans frein peut être moins cher, mais il peut s'avérer dangereux ou inadapté aux charges verticales. Un moteur avec frein nécessite également un câblage et une configuration d'entraînement corrects.

Lors du remplacement d'un système existant, vérifiez si le modèle de moteur comprend une option de freinage. Ne présumez pas que le frein est optionnel simplement parce que la machine “ s'arrête généralement par servocommande ”.”

9. Examiner les exigences de sécurité

La sécurité prend une importance croissante dans la conception des machines modernes.

Pour de nombreuses applications, le système Safe Torque Off (STO) est désormais une exigence courante. Certaines machines requièrent également des fonctions de sécurité plus avancées, selon l'évaluation des risques.

Omron indique que la série 1S comprend des fonctions de sécurité intégrées, notamment la fonction Safe Torque Off câblée et la sécurité via EtherCAT utilisant FSoE.

Omron a également lancé les systèmes servo AC de la série 1S dotés de fonctionnalités de sécurité offrant huit fonctions de sécurité répondant aux exigences de niveau PLe/SIL3.

Pour les machines simples, le STO peut suffire. Pour les machines plus complexes, notamment les machines d'emballage, les robots, les équipements de manutention ou les équipements vendus en Europe, les fonctions de sécurité doivent être vérifiées avec soin.

Ne choisissez pas un servomoteur uniquement en fonction de sa puissance nominale si la machine requiert une fonction de sécurité certifiée.

10. N'oubliez pas les câbles et les connecteurs

Un servomoteur est rarement utilisé seul.

Vous pourriez également avoir besoin de :

câble d'alimentation
Câble encodeur
câble de frein
Connecteur d'E/S
câble de communication
Accessoires pour encodeur avec ou sans piles
résistance de régénération
Filtre anti-bruit
Réacteur
Accessoires de montage

Pour les projets de remplacement, câbles Cela peut devenir un problème caché. Un nouveau disque dur peut ne pas accepter l'ancien connecteur de câble, surtout si vous passez d'une série à une autre.

Avant de commander, veuillez vérifier si vous achetez uniquement le variateur ou le kit servo complet.

Pour une maintenance urgente, le remplacement du seul variateur défectueux peut suffire. Pour la construction d'une nouvelle machine, il est préférable de se procurer simultanément le moteur, le variateur, les câbles et les accessoires nécessaires.

11. Vérifier les exigences de régénération

La régénération se produit lorsque le moteur décélère ou lorsqu'une charge verticale le fait tourner en sens inverse. L'énergie est alors restituée au variateur. Si l'énergie régénérée est trop importante, le système peut nécessiter une résistance de régénération.

Les applications présentant un risque de régénération plus élevé comprennent :

Axes verticaux
Charges d'inertie importantes
Décélération rapide
Mouvements fréquents de démarrage et d'arrêt
tables rotatives
Systèmes de positionnement à longue course

Si la régénération est ignorée, la machine peut déclencher des alarmes de surtension ou s'arrêter inopinément en cours de fonctionnement.

Lorsque l'application est soumise à une charge importante ou à des décélérations fréquentes, vérifiez si une résistance de régénération externe est nécessaire.

12. Tenez compte de l'environnement de travail

Les servomoteurs sont installés à l'intérieur des panneaux de commande, mais l'environnement reste important.

Veuillez vérifier les éléments suivants :

Température ambiante
Humidité
Vibration
Poussière
brouillard d'huile
gaz corrosif
Ventilation par panneaux
espacement d'installation
Mise à la terre et contrôle du bruit

Par exemple, les spécifications générales du modèle 1S d'Omron incluent une température ambiante de fonctionnement de 0 à 55 °C et une humidité maximale de 901 TP6T, sans condensation.

N’installez pas un servomoteur dans une armoire électrique encombrée sans système de dissipation thermique suffisant. Même si le modèle choisi est correct, une mauvaise installation peut en réduire la durée de vie.

13. Soyez prudent avec les modèles de remplacement et les modèles abandonnés.

De nombreux acheteurs recherchent des servomoteurs Omron car une ancienne machine est tombée en panne et le variateur d'origine est difficile à trouver.

Dans ce cas, ne vous précipitez pas pour acheter le modèle qui ressemble le plus au vôtre.

Vérifier:

Modèle de transmission exact
Modèle de moteur exact
Tension d'entrée
Puissance de sortie
Méthode de contrôle
Type d'encodeur
Option de freinage
Compatibilité du firmware ou des paramètres
Dimensions de montage
Compatibilité des câbles
Modèle de contrôleur
exigences du programme machine

Certains modèles de remplacement peuvent nécessiter des modifications de paramètres ou de câbles. Certains peuvent même ne pas être des remplacements directs.

Si la production est arrêtée, la solution la plus rapide consiste souvent à trouver le même modèle d'origine en stock. Si le modèle d'origine n'est plus fabriqué ou disponible, il convient de vérifier s'il existe un modèle de remplacement, en s'appuyant sur des informations techniques précises.

14. Attention aux servomoteurs remis à neuf

Les servomoteurs Omron sont utilisés dans de nombreuses usines, ce qui explique la présence sur le marché de nombreux modèles d'occasion ou reconditionnés.

Pour certains acheteurs, un disque dur reconditionné à bas prix peut sembler attractif. Mais dans les projets d'ingénierie concrets, les risques peuvent être bien supérieurs aux économies réalisées.

Les problèmes possibles incluent :

Durée de vie restante plus courte
Historique d'alarme caché
Performances instables
Bornes endommagées
Cartes internes réparées
Aucune garantie fiable
Étiquettes erronées ou pièces modifiées
Échec après l'installation

Pour les machines de production, les projets gouvernementaux, les équipements d'exportation ou la maintenance urgente, les produits neufs d'origine sont généralement plus sûrs.

Ceci est particulièrement important pour les responsables des achats qui doivent protéger leur entreprise contre d'éventuelles réclamations relatives à la qualité.

15. Liste de contrôle pratique pour la sélection d'un servomoteur Omron

Avant de confirmer votre choix d'un servomoteur Omron, vérifiez les points suivants :

Modèle de servomoteur
Modèle de servomoteur
Puissance de sortie nominale
Tension d'entrée et phase
Méthode de contrôle
Type d'encodeur
Exigence de freinage
Fonction de sécurité
Compatibilité des câbles
Modèle de contrôleur
Charge de l'application
Besoins de régénération
environnement d'installation
Projet de conception nouvelle ou de remplacement
Disponibilité et délai de livraison
Garantie et état du produit

Si vous pouvez répondre clairement à ces questions, le risque de choisir le mauvais servomoteur sera beaucoup plus faible.

16. Exemple : Choisir un variateur pour une machine d'emballage

Supposons que vous construisiez ou entreteniez une machine d'emballage.

La machine possède plusieurs axes : alimentation, découpe, scellage et positionnement. Le mouvement doit être précis, rapide et répétable. Si le contrôleur est un système Omron NJ ou NX utilisant EtherCAT, un système servo EtherCAT 1S pourrait convenir.

Mais vous devez tout de même vérifier chaque axe séparément.

L'axe d'alimentation peut nécessiter une réponse rapide.
L'axe de coupe peut nécessiter une synchronisation précise.
L'axe vertical peut nécessiter un frein.
L'axe à forte inertie pourrait nécessiter une révision de sa régénération.
La conception de sécurité peut nécessiter des fonctions de sécurité avancées, voire des fonctions de sécurité STO.

C’est pourquoi une même machine peut utiliser plusieurs servomoteurs de puissances différentes, même s’ils appartiennent à la même famille de servomoteurs Omron.

Le choix d'un bon servomoteur ne se limite pas à la compatibilité du produit. Il s'agit aussi de l'adéquation à l'application.

17. Erreurs fréquentes lors du choix d'un servomoteur Omron

Une erreur fréquente consiste à choisir uniquement en fonction de la puissance en watts.

Un variateur de 750 W n'est pas automatiquement correct simplement parce que le moteur a une puissance de 750 W. La série, la tension, l'interface de commande et l'encodeur doivent également correspondre.

Une autre erreur consiste à ignorer la manette.

Si l'automate programmable ou le contrôleur de mouvement génère des signaux d'impulsions, un variateur EtherCAT uniquement ne pourra pas le remplacer directement.

Une troisième erreur consiste à oublier le frein moteur.

Cela représente un risque particulier pour les axes verticaux. Si le moteur d'origine est équipé d'un frein, le moteur de remplacement doit être soigneusement vérifié.

Un autre problème courant est d'acheter le disque dur mais d'oublier les câbles.

Pour les projets urgents, cela peut entraîner des retards importants. Le disque dur peut arriver rapidement, mais la machine ne peut toujours pas fonctionner faute de câble.

Enfin, de nombreux acheteurs sous-estiment les risques liés aux produits reconditionnés.

Les servomoteurs sont des composants de mouvement de précision. Un prix bas n'est d'aucune utilité si la machine s'arrête à nouveau après l'installation.

18. Quand devriez-vous demander à un fournisseur de vous aider à vérifier le modèle ?

Vous devriez demander de l'aide lorsque :

Le modèle original n'est plus commercialisé.
Vous n'avez que le modèle de moteur
Vous n'avez que le modèle de lecteur
La machine utilise un système Omron plus ancien
Vous n'êtes pas sûr de l'EtherCAT ou de la commande par impulsions
L'essieu est équipé d'un frein.
Le projet est urgent
Vous avez besoin d'un remplacement mais vous ne souhaitez pas modifier le câblage.
Vous achetez pour la machine d'un client et vous ne pouvez pas prendre de risques.

Un fournisseur professionnel ne se contente pas de vous indiquer un prix. Il doit vous aider à vérifier si le modèle vous convient, si le produit est neuf et authentique, et si les accessoires nécessaires sont disponibles.

Pour les équipes d'achat, cela permet de gagner du temps de communication avec les ingénieurs. Pour ces derniers, cela réduit le risque de recevoir des pièces non conformes sur site.