Como escolher um servoacionador Omron

Já vi muitos compradores começarem com uma pergunta simples:

“Você pode me oferecer isso? Servoacionador Omron?”

Mas, após verificarmos a aplicação, frequentemente descobrimos que o inversor é apenas uma parte de todo o sistema servo. Se o motor, o controlador, o cabo ou o método de comunicação não forem compatíveis, a máquina pode não funcionar corretamente, mesmo que o inversor seja novo.

Este guia explica como escolher um servoacionador Omron de forma prática, especialmente para engenheiros, equipes de manutenção e gerentes de compras que precisam evitar erros dispendiosos.

Posições da Omron servomotores e servoacionadores Para aplicações de controle de alta velocidade e alta precisão, alguns modelos estão disponíveis com comunicação EtherCAT integrada.

1. Comece pela máquina, não pelo disco rígido.

O primeiro passo não é perguntar: "Qual servoacionador é mais barato?"“

A pergunta mais pertinente seria:

“Para que serve esse eixo na máquina?”

Um servoacionador controla o motor, mas o motor é que precisa mover a carga real. Isso significa que você deve primeiro entender os requisitos mecânicos:

Qual é o peso da carga?
Qual a velocidade necessária para o deslocamento?
Com que rapidez precisa acelerar e parar?
O eixo é horizontal ou vertical?
É necessário ter alta precisão de posicionamento?
Existe algum tipo de acoplamento, como caixa de engrenagens, fuso de esferas, correia, mesa rotativa ou acoplamento direto?
Com que frequência o movimento se repete?

Para o projeto de uma nova máquina, o dimensionamento do motor normalmente deve preceder a seleção do inversor de frequência. A ferramenta de dimensionamento de motores da Omron foi desenvolvida para auxiliar na seleção do motor e do inversor de frequência adequados, com base na estrutura mecânica, nos padrões de operação, na massa, na relação de redução, na inércia e no cálculo do torque.

Para substituição ou manutenção, o processo é diferente. Normalmente, começa-se pelo número do modelo existente na placa de identificação do servoacionador ou do motor. Nesse caso, a abordagem mais segura é verificar o modelo exato, a fonte de alimentação, a compatibilidade do motor e a conexão dos cabos antes da compra.

2. Primeiro, confirme o servomotor.

Na maioria dos casos Omron Em sistemas servo, o servoacionador deve ser selecionado de acordo com o servomotor.

O motor determina a potência de saída necessária, a compatibilidade com o encoder, a velocidade nominal, a opção de freio, o tipo de inércia e o tipo de conector. Se o motor e o inversor não forem compatíveis, você poderá enfrentar erros de configuração, falhas de comunicação, problemas com o encoder ou movimento instável.

Por exemplo, se o seu motor for de 400 W, normalmente você precisará de um servoacionador compatível de 400 W da mesma família. Se o motor tiver freio, o servoacionador e a fiação devem suportar o circuito de freio corretamente. Se o motor usar um encoder absoluto, o servoacionador deve ser compatível com esse tipo de encoder.

Para um novo projeto, escolha primeiro o motor com base nos requisitos de torque e velocidade. Em seguida, selecione o inversor de frequência compatível.

Para um projeto de substituição, verifique ambas as etiquetas:

Modelo de servoacionamento: geralmente começa com R88D
Modelo do servomotor: geralmente começa com R88M

O comprador pode enviar apenas o modelo da unidade de acionamento, mas para uma confirmação precisa, o modelo do motor costuma ser igualmente importante.

3. Escolha a série de servos Omron correta

A Omron possui diferentes famílias de servomotores, e a escolha correta depende da geração da máquina, da plataforma do controlador e dos requisitos da aplicação.

Para os modernos sistemas de movimento da Omron, a Série 1S é amplamente utilizada para controle avançado de máquinas. A Omron descreve o sistema servo 1S como projetado para otimizar o projeto, a instalação, o comissionamento e a manutenção de máquinas, com recursos como encoder de alta resolução, encoder absoluto multivoltas sem bateria, controle de malha aprimorado e funções de segurança integradas.

A Série 1S abrange uma faixa de potência de 50 W a 15 kW e inclui um encoder de alta resolução de 23 bits e um encoder absoluto multivoltas sem bateria.

A Série G5 é outra importante família de servomotores da Omron. É frequentemente encontrada em equipamentos existentes e em projetos de substituição. Os inversores G5 estão disponíveis em diferentes tipos de comando, incluindo comunicação EtherCAT e modelos analógicos/de pulso. A família de inversores analógicos/de pulso G5 da Omron inclui modelos com motores rotativos de 50 W a 15 kW e suporte completo para encoders em malha fechada.

Em termos simples:

Utilize a Série 1S quando estiver trabalhando com máquinas mais recentes baseadas em Omron Sysmac, controle de movimento EtherCAT, feedback de alta resolução e requisitos de segurança modernos.

Utilize a Série G5 quando estiver substituindo sistemas G5 existentes, realizando manutenção em equipamentos antigos ou trabalhando com aplicações de controle analógico/de pulso.

Use o modelo exato já existente quando a máquina já estiver funcionando e você precisar apenas de uma peça de reposição. Em manutenção, a compatibilidade é mais importante do que uma simples "atualização".

4. Verifique o método de controle

Este é um dos pontos mais importantes.

Um servoacionador deve ser compatível com o método de comando do controlador. Se o método de controle estiver incorreto, o acionador pode até ligar, mas não funcionará com o seu CLP ou controlador de movimento.

Os métodos de controle comuns incluem:

ÉterCAT
Isso é comum em sistemas de movimento Omron mais recentes, especialmente ao usar controladores de máquina NJ/NX e o Sysmac Studio. É adequado para controle multieixos sincronizado e automação de máquinas de alto desempenho.

Entrada de trem de pulsos
Isso é comum em muitas aplicações tradicionais de posicionamento por CLP. O controlador envia sinais de pulso e direção para o servoacionador.

Entrada analógica
Isso é frequentemente usado para controle de velocidade ou torque em alguns sistemas mais antigos ou especiais.

Antes de escolher um inversor, verifique qual a saída fornecida pelo seu controlador. Um inversor servo EtherCAT não pode simplesmente substituir um inversor com entrada de pulsos, a menos que o sistema de controle também seja alterado.

Por exemplo, os servoacionadores 1S da Omron estão disponíveis com comunicação EtherCAT integrada, enquanto os modelos G5 incluem opções de acionamento analógico/por pulso.

É por isso que os sufixos dos modelos são importantes. Dois servoacionadores podem parecer semelhantes em termos de potência nominal, mas suas interfaces de comando podem ser completamente diferentes.

5. Verifique se a tensão da fonte de alimentação é compatível.

O fornecimento de energia é outra área onde os compradores costumam cometer erros.

Os servoacionadores Omron podem ser projetados para diferentes tensões de entrada, como 100 VCA, 200 VCA, 400 VCA ou 480 VCA, dependendo da região e da série do modelo.

Por exemplo, a linha 1S EtherCAT da Omron inclui modelos monofásicos de 100 VCA, modelos monofásicos/trifásicos de 200 VCA, modelos trifásicos de 200 VCA e modelos trifásicos de 400 VCA em diferentes níveis de potência.

Se o painel da sua máquina for projetado para 200 VCA, não selecione um inversor de 400 VCA apenas porque a potência nominal parece correta. A classe de tensão deve ser compatível com o projeto elétrico da máquina.

Sempre verifique:

Tensão de entrada
Fornecimento monofásico ou trifásico
Potência de saída nominal
Padrão de tensão regional
Projeto do painel de controle
Fiação e dispositivos de proteção existentes

Para substituição, o método mais seguro é usar uma voltagem exatamente igual à original.

6. Selecione a potência de saída correta.

A potência do servoacionamento é geralmente selecionada de acordo com a potência do servomotor.

Um motor de 400 W geralmente requer um inversor de frequência compatível de 400 W. Um motor de 1,5 kW requer um inversor de frequência compatível de 1,5 kW. Mas isso não significa que a potência seja o único fator a ser verificado.

Você também precisa considerar:

Requisito de torque máximo
Tempo de aceleração e desaceleração
Inércia da carga
Ciclo de trabalho
Energia de regeneração
Atrito mecânico
Condições de carga vertical
Margem de segurança

Um erro comum é escolher um inversor de frequência apenas com base na potência do motor, ignorando as condições de pico de carga. O sistema pode funcionar durante os testes, mas falhar em acelerações rápidas, paradas de emergência ou produção contínua.

Se a máquina apresentar ciclos frequentes de partida e parada, alta inércia ou movimento de elevação vertical, a seleção deve ser analisada com mais cuidado.

7. Verifique o tipo de codificador e os requisitos de feedback.

O encoder é o dispositivo de feedback que informa ao servoacionador a posição e a velocidade do motor.

Para aplicações de posicionamento, a compatibilidade do encoder é fundamental.

A série 1S da Omron inclui um encoder de alta resolução de 23 bits e um encoder absoluto multivoltas sem bateria, o que ajuda a simplificar a manutenção, pois não é necessário um sistema de backup de bateria para a retenção da posição absoluta.

Em sistemas mais antigos, você também poderá encontrar configurações de encoder incremental ou absoluto, dependendo da série do motor.

Antes de escolher uma opção de transporte, confirme:

O motor é incremental ou absoluto?
O sistema precisa de posicionamento absoluto após ser desligado?
É necessária uma bateria?
O controlador existente espera dados de posição absoluta?
O cabo do codificador é compatível?

Se você estiver substituindo um inversor em uma máquina existente, não altere o tipo de encoder sem antes verificar. Isso pode afetar o posicionamento inicial, o posicionamento em si e as configurações do controlador.

8. Decida se é necessário um freio.

O freio do motor não é usado para parar o motor durante o movimento normal. Ele é usado principalmente para manter o eixo parado quando a energia é desligada ou quando o servo está desativado.

Os motores de freio são comuns em:

Eixos verticais
Mecanismos de elevação
aplicações do eixo Z
Realização de jogos
Robôs ou sistemas de manipulação
Máquinas onde a queda de carga é perigosa

Se o seu eixo for vertical, você deve prestar atenção especial aos requisitos de frenagem.

Um motor sem freio pode ser mais barato, mas pode ser inseguro ou inadequado para cargas verticais. Um motor com freio também requer fiação e configuração de acionamento corretas.

Ao substituir um sistema existente, verifique se o modelo do motor inclui uma opção de freio. Não presuma que o freio seja opcional apenas porque a máquina "normalmente para por meio de servocontrole".“

9. Analisar os requisitos de segurança

A segurança está se tornando cada vez mais importante no projeto de máquinas modernas.

Para muitas aplicações, o desligamento seguro do torque (Safe Torque Off, ou STO) é agora um requisito comum. Algumas máquinas também exigem funções de segurança mais avançadas, dependendo da avaliação de risco da máquina.

A Omron afirma que a Série 1S inclui funções de segurança integradas, incluindo desligamento seguro de torque (Safe Torque Off) com fio e segurança sobre EtherCAT usando FSoE.

A Omron também lançou os sistemas servo CA da Série 1S com funcionalidade de segurança, que oferecem oito funções de segurança que atendem aos requisitos do nível PLe/SIL3.

Para máquinas simples, o STO pode ser suficiente. Para máquinas mais avançadas, especialmente máquinas de embalagem, robótica, movimentação de materiais ou equipamentos vendidos na Europa, as funções de segurança devem ser verificadas cuidadosamente.

Não escolha um servoacionador apenas com base na potência nominal se a máquina exigir uma função de segurança certificada.

10. Não se esqueça dos cabos e conectores.

Um servomotor raramente é usado sozinho.

Você também pode precisar de:

Cabo de alimentação
Cabo do codificador
Cabo de freio
Conector de E/S
Cabo de comunicação
Acessórios para encoders com ou sem bateria
Resistor de regeneração
Filtro de ruído
Reator
Acessórios de montagem

Para projetos de substituição, cabos Pode se tornar um problema oculto. Uma nova unidade pode não aceitar o conector do cabo antigo, especialmente se você estiver mudando de uma série para outra.

Antes de fazer o pedido, confirme se está comprando apenas o motor ou o conjunto completo do servo.

Para manutenção urgente, substituir apenas o inversor defeituoso pode ser suficiente. Para a montagem de uma nova máquina, é melhor preparar o motor, o inversor, os cabos e os acessórios relacionados em conjunto.

11. Verificar os requisitos de regeneração

A regeneração ocorre quando o motor desacelera ou quando uma carga vertical o impulsiona na direção oposta. A energia retorna ao inversor. Se a energia regenerada for muito alta, o sistema pode precisar de um resistor de regeneração.

Aplicações com maior risco de regeneração incluem:

Eixos verticais
Grandes cargas de inércia
Desaceleração rápida
Movimento frequente de partida e parada
Mesas rotativas
Sistemas de posicionamento de longo curso

Caso a regeneração seja ignorada, a máquina poderá disparar alarmes de sobretensão ou parar inesperadamente durante o funcionamento.

Quando a aplicação apresentar carga pesada ou desaceleração frequente, verifique se é necessário um resistor de regeneração externo.

12. Considere o ambiente de trabalho

Os servomotores são instalados dentro dos painéis de controle, mas o ambiente ainda importa.

Verifique o seguinte:

Temperatura ambiente
Umidade
Vibração
Pó
Névoa de óleo
Gás corrosivo
Ventilação por painel
Espaçamento de instalação
Aterramento e controle de ruído

Por exemplo, as especificações gerais do Omron 1S incluem temperatura ambiente de operação de 0 a 55°C e umidade máxima de 90%, sem condensação.

Não instale um servoacionador em um gabinete apertado sem dissipação de calor adequada. Mesmo que a seleção do modelo esteja correta, uma instalação inadequada pode reduzir a vida útil do equipamento.

13. Tenha cuidado com modelos de substituição e descontinuados.

Muitos compradores procuram servoacionadores Omron porque uma máquina antiga parou de funcionar e o acionador original é difícil de encontrar.

Nessa situação, não se apresse em comprar o modelo que “parece mais semelhante”.

Verificar:

Modelo exato de acionamento
Modelo exato do motor
Tensão de entrada
Potência de saída
Método de controle
Tipo de codificador
Opção de freio
Compatibilidade de firmware ou parâmetros
Tamanho de montagem
Compatibilidade de cabos
Modelo do controlador
Requisitos do programa da máquina

Alguns modelos de substituição podem exigir alterações de parâmetros ou de cabos. Outros podem não ser substitutos diretos.

Se a produção for interrompida, a solução mais rápida costuma ser encontrar o mesmo modelo original em estoque. Caso o modelo original seja descontinuado ou esteja indisponível, deve-se verificar um plano de substituição com base em detalhes técnicos suficientes.

14. Cuidado com Servoacionadores Recondicionados

Os servoacionadores Omron são utilizados em muitas fábricas, por isso o mercado também dispõe de muitas unidades usadas ou recondicionadas.

Para alguns compradores, um disco rígido recondicionado barato pode parecer atraente. Mas em projetos de engenharia reais, o risco pode ser muito maior do que a economia.

Possíveis problemas incluem:

Menor tempo de vida restante
Histórico de alarmes ocultos
Desempenho instável
Terminais danificados
Placas internas reparadas
Sem garantia confiável
Etiquetas incorretas ou peças trocadas
Falha após a instalação

Para máquinas de produção, projetos governamentais, equipamentos de exportação ou manutenção urgente, produtos novos e originais costumam ser mais seguros.

Isso é especialmente importante para os gerentes de compras que precisam proteger sua empresa de possíveis reclamações de qualidade no futuro.

15. Lista de verificação prática para seleção de servoacionadores Omron

Antes de confirmar a compra de um servoacionador Omron, verifique os seguintes pontos:

Modelo de servomotor
Modelo de servoacionamento
Potência de saída nominal
Tensão e fase de entrada
Método de controle
Tipo de codificador
Requisito de freio
Função de segurança
Compatibilidade de cabos
Modelo do controlador
Carga do aplicativo
Requisito de regeneração
Ambiente de instalação
Novo projeto ou projeto de substituição
Disponibilidade e prazo de entrega
Garantia e condições do produto

Se você conseguir responder a essas perguntas com clareza, o risco de escolher o servoacionador errado será muito menor.

16. Exemplo: Escolhendo um acionamento para uma máquina de embalagem

Digamos que você esteja construindo ou fazendo a manutenção de uma máquina de embalagem.

A máquina possui vários eixos: alimentação, corte, selagem e posicionamento. O movimento precisa ser preciso, rápido e repetível. Se o controlador for um sistema Omron NJ ou NX usando EtherCAT, um sistema servo EtherCAT 1S pode ser uma opção adequada.

Mas você ainda precisa verificar cada eixo separadamente.

O eixo de alimentação pode necessitar de uma resposta rápida.
O eixo de corte pode necessitar de sincronização precisa.
O eixo vertical pode necessitar de um freio.
O eixo de alta inércia pode necessitar de uma revisão de regeneração.
O projeto de segurança pode exigir STO (Sistema de Controle de Travamento) ou funções de segurança mais avançadas.

É por isso que uma máquina pode usar vários servoacionadores com diferentes níveis de potência, mesmo que pertençam à mesma família de servoacionadores da Omron.

Uma boa escolha de servo não se resume apenas à compatibilidade do produto. Trata-se de compatibilidade com a aplicação.

17. Erros comuns na escolha de um servoacionador Omron

Um erro comum é escolher apenas pela potência (em watts).

Um inversor de frequência de 750 W não é automaticamente correto apenas porque o motor tem 750 W. A série, a tensão, a interface de comando e o encoder também devem ser compatíveis.

Outro erro é ignorar o controlador.

Se o PLC ou o controlador de movimento emitir sinais de pulso, um inversor que utilize apenas EtherCAT não será um substituto direto.

Um terceiro erro é esquecer o freio do motor.

Isso é especialmente arriscado para eixos verticais. Se o motor original tiver um freio, o substituto deve ser verificado cuidadosamente.

Outro problema comum é comprar o drive, mas esquecer os cabos.

Para projetos urgentes, isso pode causar atrasos significativos. O inversor pode chegar rapidamente, mas a máquina ainda não funciona porque o cabo está faltando.

Por fim, muitos compradores subestimam o risco dos produtos recondicionados.

Os servomotores são componentes de movimento de precisão. Um preço baixo não adianta se a máquina parar novamente após a instalação.

18. Quando você deve pedir a um fornecedor que ajude a verificar o modelo?

Você deve pedir ajuda quando:

O modelo original foi descontinuado.
Você só tem o modelo do motor.
Você só tem o modelo de acionamento.
A máquina utiliza um sistema Omron mais antigo.
Você não tem certeza sobre EtherCAT ou controle de pulsos.
O eixo possui um freio
O projeto é urgente.
Você precisa de uma peça de reposição, mas não quer mexer na fiação.
Você está comprando para a máquina de um cliente e não pode correr riscos.

Um fornecedor profissional não deve apenas apresentar um preço. Ele deve ajudá-lo a verificar se o modelo é adequado, se o produto é novo e original e se os acessórios necessários estão disponíveis.

Para as equipes de compras, isso economiza tempo de comunicação com os engenheiros. Para os engenheiros, reduz o risco de peças incorretas chegarem ao local.