Cara Memilih Pemacu Servo Omron

Saya telah melihat ramai pembeli bermula dengan soalan mudah:

“"Bolehkah anda menawarkan ini Pemacu servo Omron?”

Tetapi selepas menyemak aplikasi, kita sering mendapati bahawa pemacu hanya merupakan satu bahagian daripada keseluruhan sistem servo. Jika motor, pengawal, kabel atau kaedah komunikasi tidak sepadan, mesin mungkin tidak berjalan dengan betul walaupun pemacu itu sendiri baru.

Panduan ini menerangkan cara memilih pemacu servo Omron secara praktikal, terutamanya untuk jurutera, pasukan penyelenggaraan dan pengurus pembelian yang perlu mengelakkan kesilapan yang mahal.

Kedudukan Omron servomotor dan pemacu servo untuk aplikasi kawalan berkelajuan tinggi dan ketepatan tinggi, dan sesetengah model tersedia dengan komunikasi EtherCAT terbina dalam.

1. Mulakan dengan Mesin, Bukan Pemacu

Langkah pertama bukanlah bertanya, "Pemacu servo mana yang lebih murah?"“

Soalan yang lebih baik ialah:

“"Apakah yang diperlukan oleh mesin untuk paksi ini?"”

Pemacu servo mengawal motor, tetapi motor perlu menggerakkan beban sebenar. Ini bermakna anda harus terlebih dahulu memahami keperluan mekanikal:

Berapakah berat beban tersebut?
Berapa pantas ia perlu bergerak?
Berapa cepat ia perlu memecut dan berhenti?
Adakah paksi itu mendatar atau menegak?
Adakah ia memerlukan ketepatan kedudukan yang tinggi?
Adakah terdapat kotak gear, skru bola, tali sawat, meja putar atau gandingan terus?
Berapa kerapkah gerakan itu berulang?

Untuk reka bentuk mesin baharu, saiz motor biasanya perlu diambil sebelum pemilihan pemacu. Alat Saiz Motor Omron direka bentuk untuk membantu memilih motor dan pemacu yang betul berdasarkan struktur mekanikal, corak operasi, jisim, nisbah pengurangan, inersia dan pengiraan tork.

Untuk penggantian atau penyelenggaraan, prosesnya berbeza. Anda biasanya bermula daripada nombor model sedia ada pada pemacu servo atau plat nama motor. Dalam kes itu, pendekatan paling selamat adalah dengan memeriksa model, bekalan kuasa, keserasian motor dan sambungan kabel yang tepat sebelum membeli.

2. Sahkan Motor Servo Terlebih Dahulu

Dalam kebanyakan Omron sistem servo, pemacu servo hendaklah dipilih mengikut motor servo.

Motor menentukan kuasa output yang diperlukan, keserasian pengekod, kelajuan undian, pilihan brek, jenis inersia dan jenis penyambung. Jika motor dan pemacu tidak sepadan, anda mungkin menghadapi ralat persediaan, kerosakan komunikasi, masalah pengekod atau gerakan yang tidak stabil.

Contohnya, jika motor anda berkuasa 400 W, anda biasanya memerlukan pemacu 400 W yang serasi daripada keluarga servo yang sama. Jika motor mempunyai brek, pemacu dan pendawaian mesti menyokong litar brek dengan betul. Jika motor menggunakan pengekod mutlak, pemacu mesti menyokong jenis pengekod tersebut.

Untuk reka bentuk baharu, pilih motor berdasarkan keperluan tork dan kelajuan terlebih dahulu. Kemudian pilih pemacu yang sepadan.

Untuk projek penggantian, semak kedua-dua label:

Model pemacu servo: biasanya bermula dengan R88D
Model motor servo: biasanya bermula dengan R88M

Pembeli hanya boleh menghantar model pemacu, tetapi untuk pengesahan yang tepat, model motor selalunya sama pentingnya.

3. Pilih Siri Servo Omron yang Tepat

Omron mempunyai keluarga servo yang berbeza, dan pilihan yang betul bergantung pada penjanaan mesin, platform pengawal dan keperluan aplikasi.

Bagi sistem gerakan Omron moden, Siri 1S digunakan secara meluas untuk kawalan mesin termaju. Omron menerangkan sistem servo 1S sebagai direka bentuk untuk reka bentuk, pemasangan, pentauliahan dan penyelenggaraan mesin yang dipertingkatkan, dengan ciri-ciri seperti pengekod resolusi tinggi, pengekod berbilang pusingan mutlak bebas bateri, kawalan gelung yang dipertingkatkan dan fungsi keselamatan terbina dalam.

Siri 1S merangkumi julat kuasa dari 50 W hingga 15 kW, dan termasuk pengekod resolusi tinggi 23-bit dan pengekod berbilang pusingan mutlak bebas bateri.

Siri G5 merupakan satu lagi keluarga servo Omron yang penting. Ia sering ditemui dalam peralatan sedia ada dan projek penggantian. Pemacu G5 tersedia dalam pelbagai jenis arahan, termasuk komunikasi EtherCAT dan model analog/denyut. Keluarga pemacu analog/denyut G5 Omron merangkumi model dengan motor berputar dari 50 W sehingga 15 kW dan sokongan pengekod gelung tertutup penuh.

Secara ringkasnya:

Gunakan Siri 1S apabila anda bekerja dengan mesin berasaskan Omron Sysmac yang lebih baharu, kawalan gerakan EtherCAT, maklum balas resolusi tinggi dan keperluan keselamatan moden.

Gunakan Siri G5 apabila anda menggantikan sistem G5 sedia ada, menyelenggara peralatan lama atau mengendalikan aplikasi kawalan analog/denyut.

Gunakan model sedia ada yang sama apabila mesin sudah berjalan dan anda hanya memerlukan pengganti. Dalam penyelenggaraan, keserasian adalah lebih penting daripada "menaik taraf" secara sambil lewa.

4. Semak Kaedah Kawalan

Ini adalah salah satu perkara yang paling penting.

Pemacu servo mesti sepadan dengan kaedah arahan pengawal. Jika kaedah kawalan salah, pemacu mungkin boleh dihidupkan, tetapi ia tidak akan berfungsi dengan PLC atau pengawal gerakan anda.

Kaedah kawalan biasa termasuk:

EtherCAT
Ini adalah perkara biasa dalam sistem gerakan Omron yang lebih baharu, terutamanya apabila menggunakan pengawal mesin NJ/NX dan Sysmac Studio. Ia sesuai untuk kawalan berbilang paksi yang disegerakkan dan automasi mesin berprestasi tinggi.

Input tren denyut
Ini adalah perkara biasa dalam banyak aplikasi penentuan kedudukan PLC tradisional. Pengawal menghantar isyarat denyut dan arah ke pemacu servo.

Input analog
Ini sering digunakan untuk kawalan kelajuan atau tork dalam beberapa sistem lama atau khas.

Sebelum memilih pemacu, periksa output yang disediakan oleh pengawal anda. Pemacu servo EtherCAT tidak boleh menggantikan pemacu input denyut sahaja melainkan sistem kawalan juga ditukar.

Contohnya, pemacu servo 1S Omron tersedia dengan komunikasi EtherCAT terbina dalam, manakala model G5 termasuk pilihan pemacu analog/denyut.

Inilah sebabnya mengapa akhiran model penting. Dua pemacu servo mungkin kelihatan serupa dari segi penarafan kuasa, tetapi antara muka arahannya boleh jadi sama sekali berbeza.

5. Padankan Voltan Bekalan Kuasa

Bekalan kuasa adalah satu lagi bidang di mana pembeli sering melakukan kesilapan.

Pemacu servo Omron mungkin direka bentuk untuk voltan input yang berbeza, seperti 100 VAC, 200 VAC, 400 VAC atau 480 VAC bergantung pada rantau dan siri model.

Contohnya, barisan 1S EtherCAT Omron merangkumi model fasa tunggal 100 VAC, model fasa tunggal/tiga fasa 200 VAC, model tiga fasa 200 VAC dan model tiga fasa 400 VAC merentasi penarafan kuasa yang berbeza.

Jika panel mesin anda direka bentuk untuk 200 VAC, jangan pilih pemacu 400 VAC hanya kerana penarafan kuasa kelihatan betul. Kelas voltan mesti sepadan dengan reka bentuk elektrik mesin.

Sentiasa semak:

Voltan masukan
Bekalan fasa tunggal atau tiga fasa
Kuasa keluaran yang dinilai
Piawaian voltan serantau
Reka bentuk kabinet kawalan
Pendawaian dan peranti perlindungan sedia ada

Untuk penggantian, kaedah paling selamat adalah dengan memadankan kelas voltan asal dengan tepat.

6. Pilih Kuasa Output yang Betul

Kuasa pemacu servo biasanya dipilih mengikut kuasa motor servo.

Motor 400 W secara amnya memerlukan pemacu 400 W yang serasi. Motor 1.5 kW memerlukan pemacu 1.5 kW yang serasi. Tetapi ini tidak bermakna kuasa adalah satu-satunya perkara yang perlu diperiksa.

Anda juga perlu mempertimbangkan:

Keperluan tork puncak
Masa pecutan dan nyahpecutan
Inersia beban
Kitaran tugas
Tenaga regenerasi
Geseran mekanikal
Keadaan beban menegak
Margin keselamatan

Satu kesilapan biasa ialah memilih pemacu hanya mengikut watt motor sambil mengabaikan keadaan beban puncak. Sistem mungkin berjalan semasa ujian tetapi gagal semasa pecutan pantas, berhenti kecemasan atau pengeluaran berterusan.

Jika mesin mempunyai kitaran mula-henti yang kerap, inersia yang tinggi atau gerakan mengangkat menegak, pemilihannya perlu disemak dengan lebih teliti.

7. Semak Jenis Pengekod dan Keperluan Maklum Balas

Pengekod ialah peranti maklum balas yang memberitahu pemacu servo kedudukan dan kelajuan motor.

Untuk aplikasi penentuan kedudukan, keserasian pengekod adalah penting.

Siri 1S Omron merangkumi pengekod resolusi tinggi 23-bit dan pengekod berbilang pusingan mutlak bebas bateri, yang membantu memudahkan penyelenggaraan kerana tiada sandaran bateri diperlukan untuk pengekalan kedudukan mutlak.

Untuk sistem lama, anda juga mungkin melihat konfigurasi pengekod tambahan atau mutlak bergantung pada siri motor.

Sebelum memilih pemacu, sahkan:

Adakah motor itu bertambah atau mutlak?
Adakah sistem memerlukan kedudukan mutlak selepas kuasa dimatikan?
Adakah bateri diperlukan?
Adakah pengawal sedia ada menjangkakan data kedudukan mutlak?
Adakah kabel pengekod serasi?

Jika anda menggantikan pemacu dalam mesin sedia ada, jangan ubah jenis pengekod secara sambil lewa. Ia mungkin menjejaskan tetapan homing, kedudukan dan pengawal.

8. Tentukan Sama Ada Brek Diperlukan

Brek motor tidak digunakan untuk menghentikan motor semasa gerakan biasa. Ia digunakan terutamanya untuk memegang paksi apabila kuasa dimatikan atau apabila servo dinyahdayakan.

Motor brek adalah perkara biasa dalam:

Paksi menegak
Mekanisme pengangkatan
Aplikasi paksi-Z
Lekapan memegang
Robot atau sistem pengendalian
Mesin di mana penurunan beban berbahaya

Jika paksi anda menegak, anda harus memberi perhatian khusus kepada keperluan brek.

Motor tanpa brek mungkin lebih murah, tetapi ia mungkin tidak selamat atau tidak sesuai untuk beban menegak. Motor brek juga memerlukan pendawaian dan konfigurasi pemacu yang betul.

Apabila menggantikan sistem sedia ada, periksa sama ada model motor tersebut termasuk pilihan brek. Jangan menganggap brek adalah pilihan hanya kerana mesin "biasanya berhenti melalui kawalan servo".“

9. Semak Keperluan Keselamatan

Keselamatan menjadi semakin penting dalam reka bentuk mesin moden.

Bagi kebanyakan aplikasi, Safe Torque Off atau STO kini merupakan keperluan biasa. Sesetengah mesin juga memerlukan fungsi keselamatan yang lebih canggih bergantung pada penilaian risiko mesin.

Omron menyatakan bahawa Siri 1S merangkumi fungsi keselamatan terbina dalam, termasuk Safe Torque Off yang diwayarkan secara tetap dan keselamatan melalui EtherCAT menggunakan FSoE.

Omron juga mengeluarkan sistem servo AC Siri 1S dengan fungsi keselamatan yang menyediakan lapan fungsi keselamatan yang memenuhi keperluan tahap PLe/SIL3.

Untuk mesin ringkas, STO mungkin mencukupi. Untuk mesin yang lebih canggih, terutamanya mesin pembungkusan, robotik, pengendalian bahan atau peralatan yang dijual ke Eropah, fungsi keselamatan perlu diperiksa dengan teliti.

Jangan pilih pemacu servo hanya mengikut penarafan kuasa jika mesin memerlukan fungsi keselamatan yang diperakui.

10. Jangan Lupakan Kabel dan Penyambung

Pemacu servo jarang digunakan secara bersendirian.

Anda juga mungkin memerlukan:

Kabel kuasa
Kabel pengekod
Kabel brek
Penyambung I/O
Kabel komunikasi
Aksesori pengekod bateri atau tanpa bateri
Perintang regenerasi
Penapis hingar
Reaktor
Aksesori pemasangan

Bagi projek penggantian, kabel boleh menjadi masalah tersembunyi. Pemacu baharu mungkin tidak menerima penyambung kabel lama, terutamanya jika anda bertukar daripada satu siri ke siri yang lain.

Sebelum membuat pesanan, sahkan sama ada anda hanya membeli pemacu atau set servo penuh.

Untuk penyelenggaraan segera, hanya menggantikan pemacu yang rosak mungkin sudah memadai. Untuk binaan mesin baharu, adalah lebih baik untuk menyediakan motor, pemacu, kabel dan aksesori yang berkaitan bersama-sama.

11. Semak Keperluan Penjanaan Semula

Penjanaan semula berlaku apabila motor nyahpecut atau apabila beban menegak memacu motor kembali. Tenaga kembali ke pemacu. Jika tenaga yang dijana semula terlalu tinggi, sistem mungkin memerlukan perintang penjanaan semula.

Aplikasi dengan risiko regenerasi yang lebih tinggi termasuk:

Paksi menegak
Beban inersia yang besar
Nyahpecutan pantas
Gerakan mula-henti yang kerap
Meja putar
Sistem kedudukan lejang panjang

Jika penjanaan semula diabaikan, mesin mungkin mencetuskan penggera voltan lampau atau berhenti secara tidak dijangka semasa operasi.

Apabila aplikasi mempunyai beban berat atau nyahpecutan yang kerap, periksa sama ada perintang penjanaan semula luaran diperlukan.

12. Pertimbangkan Persekitaran Kerja

Pemacu servo dipasang di dalam panel kawalan, tetapi persekitaran masih penting.

Semak perkara berikut:

Suhu persekitaran
Kelembapan
Getaran
habuk
Kabus minyak
Gas yang menghakis
Pengudaraan panel
Jarak pemasangan
Kawalan pembumian dan hingar

Contohnya, spesifikasi umum Omron 1S termasuk suhu ambien operasi dari 0 hingga 55°C dan kelembapan sehingga 90% maksimum, tanpa pemeluwapan.

Jangan pasang pemacu servo dalam kabinet yang sesak tanpa pelesapan haba yang mencukupi. Walaupun pemilihan model adalah betul, pemasangan yang lemah boleh memendekkan hayat perkhidmatan.

13. Berhati-hati dengan Model Penggantian dan Dihentikan

Ramai pembeli mencari pemacu servo Omron kerana mesin lama telah berhenti berfungsi, dan pemacu asal sukar dicari.

Dalam situasi ini, jangan tergesa-gesa untuk membeli model "yang paling hampir".

Semak:

Model pemacu yang tepat
Model motor yang tepat
Voltan masukan
Kuasa output
Kaedah kawalan
Jenis pengekod
Pilihan brek
Keserasian firmware atau parameter
Saiz pemasangan
Keserasian kabel
Model pengawal
Keperluan program mesin

Sesetengah model gantian mungkin memerlukan perubahan parameter atau perubahan kabel. Sesetengahnya mungkin bukan pengganti langsung sama sekali.

Jika pengeluaran dihentikan, penyelesaian terpantas selalunya adalah dengan mencari model asal yang sama dalam stok. Jika model asal dihentikan atau tidak tersedia, maka pelan penggantian harus disemak dengan butiran teknikal yang mencukupi.

14. Berhati-hati dengan Pemacu Servo yang Diperbaharui

Pemacu servo Omron digunakan di banyak kilang, jadi pasaran juga mempunyai banyak unit terpakai atau diperbaharui.

Bagi sesetengah pembeli, pemacu yang diubah suai dengan harga yang murah mungkin kelihatan menarik. Tetapi dalam projek kejuruteraan sebenar, risikonya boleh jauh lebih tinggi daripada penjimatan.

Masalah yang mungkin berlaku termasuk:

Jangka hayat yang lebih pendek
Sejarah penggera tersembunyi
Prestasi tidak stabil
Terminal yang rosak
Papan dalaman yang dibaiki
Tiada jaminan yang boleh dipercayai
Label yang salah atau bahagian yang diubah
Kegagalan selepas pemasangan

Bagi mesin pengeluaran, projek kerajaan, peralatan eksport atau penyelenggaraan segera, produk asal yang baharu biasanya lebih selamat.

Ini amat penting terutamanya bagi pengurus pembelian yang perlu melindungi syarikat mereka daripada tuntutan kualiti kemudian hari.

15. Senarai Semak Pemilihan Pemacu Servo Omron yang Praktikal

Sebelum anda mengesahkan pemacu servo Omron, semak perkara berikut:

Model motor servo
Model pemacu servo
Kuasa keluaran yang dinilai
Voltan dan fasa input
Kaedah kawalan
Jenis pengekod
Keperluan brek
Fungsi keselamatan
Keserasian kabel
Model pengawal
Beban aplikasi
Keperluan penjanaan semula
Persekitaran pemasangan
Reka bentuk baharu atau projek penggantian
Ketersediaan dan masa penghantaran
Waranti dan keadaan produk

Jika anda dapat menjawab soalan-soalan ini dengan jelas, risiko memilih pemacu servo yang salah akan jauh lebih rendah.

16. Contoh: Memilih Pemacu untuk Mesin Pembungkusan

Katakan anda sedang membina atau menyelenggara mesin pembungkusan.

Mesin ini mempunyai beberapa paksi: penyuapan, pemotongan, pengedapan dan penentuan kedudukan. Gerakan perlu tepat, pantas dan boleh diulang. Jika pengawal ialah sistem Omron NJ atau NX yang menggunakan EtherCAT, sistem servo EtherCAT 1S mungkin merupakan arah yang sesuai.

Tetapi anda masih perlu menyemak setiap paksi secara berasingan.

Paksi penyuapan mungkin memerlukan tindak balas yang pantas.
Paksi pemotongan mungkin memerlukan penyegerakan yang tepat.
Paksi menegak mungkin memerlukan brek.
Paksi inersia tinggi mungkin memerlukan semakan semula.
Reka bentuk keselamatan mungkin memerlukan STO atau fungsi keselamatan yang lebih canggih.

Inilah sebabnya mengapa satu mesin mungkin menggunakan beberapa pemacu servo dengan penarafan kuasa yang berbeza, walaupun ia tergolong dalam keluarga servo Omron yang sama.

Pemilihan servo yang baik bukan sekadar pemadanan produk. Ia adalah pemadanan aplikasi.

17. Kesilapan Biasa Apabila Memilih Pemacu Servo Omron

Satu kesilapan biasa ialah memilih hanya mengikut watt.

Pemacu 750 W tidak betul secara automatik hanya kerana motornya ialah 750 W. Siri, voltan, antara muka arahan dan pengekod juga mesti sepadan.

Satu lagi kesilapan ialah mengabaikan pengawal.

Jika PLC atau pengawal gerakan mengeluarkan isyarat denyut, pemacu EtherCAT sahaja tidak akan menjadi pengganti langsung.

Kesilapan ketiga ialah terlupa brek motor.

Ini amat berisiko untuk paksi menegak. Jika motor asal mempunyai brek, penggantian perlu diperiksa dengan teliti.

Satu lagi isu biasa ialah membeli pemacu tetapi terlupa kabel.

Bagi projek yang mendesak, ini boleh menyebabkan kelewatan yang serius. Pemacu mungkin tiba dengan cepat, tetapi mesin masih tidak dapat berjalan kerana kabelnya hilang.

Akhirnya, ramai pembeli memandang rendah risiko produk yang diperbaharui.

Pemacu servo ialah komponen gerakan jitu. Harga yang rendah tidak berguna jika mesin berhenti semula selepas pemasangan.

18. Bilakah Anda Perlu Meminta Pembekal untuk Membantu Memeriksa Model?

Anda harus meminta bantuan apabila:

Model asal telah dihentikan
Anda hanya mempunyai model motor
Anda hanya mempunyai model pemacu
Mesin ini menggunakan sistem Omron yang lebih lama
Anda tidak pasti tentang EtherCAT atau kawalan nadi
Paksi mempunyai brek
Projek ini mendesak
Anda memerlukan pengganti tetapi tidak mahu menukar pendawaian
Anda membeli untuk mesin pelanggan dan tidak boleh mengambil risiko

Pembekal profesional bukan sahaja perlu memberikan sebut harga. Mereka juga harus membantu anda menyemak sama ada model tersebut sesuai, sama ada produk tersebut baharu dan asli, dan sama ada aksesori yang diperlukan tersedia.

Bagi pasukan pembelian, ini menjimatkan masa komunikasi dengan jurutera. Bagi jurutera, ia mengurangkan risiko bahagian yang salah tiba di tapak.