Cum să alegi un servomotor Omron

Am văzut mulți cumpărători care încep cu o întrebare simplă:

“Poți oferi asta?” Servomotor Omron?”

Însă, după verificarea aplicației, descoperim adesea că unitatea de acționare este doar o parte a întregului sistem servo. Dacă motorul, controlerul, cablul sau metoda de comunicare nu se potrivesc, este posibil ca mașina să nu funcționeze corect, chiar dacă unitatea de acționare în sine este nouă.

Acest ghid explică cum să alegeți un servomotor Omron într-un mod practic, în special pentru ingineri, echipe de mentenanță și manageri de achiziții care trebuie să evite greșeli costisitoare.

Pozițiile Omron servomotoare şi servomotoare pentru aplicații de control de mare viteză și precizie, iar unele modele sunt disponibile cu comunicație EtherCAT încorporată.

1. Începeți cu mașina, nu cu sistemul de acționare

Primul pas nu este să întrebi: “Care servomotor este mai ieftin?”

Întrebarea mai bună este:

“Ce are nevoie mașina de această axă?”

Un servomotor controlează motorul, dar motorul trebuie să miște sarcina reală. Asta înseamnă că ar trebui să înțelegeți mai întâi cerințele mecanice:

Care este greutatea încărcăturii?
Cât de repede trebuie să se miște?
Cât de repede trebuie să accelereze și să se oprească?
Axa este orizontală sau verticală?
Are nevoie de o precizie ridicată de poziționare?
Există o cutie de viteze, un șurub cu bile, o curea, o masă rotativă sau un cuplaj direct?
Cât de des se repetă mișcarea?

Pentru proiectarea unei mașini noi, dimensionarea motorului ar trebui să aibă loc, în mod normal, înainte de selectarea acționării. Instrumentul de dimensionare a motorului de la Omron este conceput pentru a ajuta la selectarea motorului și a acționării adecvate pe baza structurii mecanice, a modelelor de funcționare, a masei, a raportului de reducere, a inerției și a calculului cuplului.

Pentru înlocuire sau întreținere, procesul este diferit. De obicei, se pornește de la numărul de model existent pe plăcuța de identificare a servomotorului sau a motorului. În acest caz, cea mai sigură abordare este să verificați modelul exact, sursa de alimentare, compatibilitatea motorului și conexiunea cablului înainte de cumpărare.

2. Confirmați mai întâi servomotorul

În majoritatea Omron În cazul sistemelor servo, servoacționarea trebuie selectată în funcție de servomotorul.

Motorul determină puterea de ieșire necesară, compatibilitatea encoderului, viteza nominală, opțiunea de frână, tipul de inerție și tipul de conector. Dacă motorul și sistemul de acționare nu corespund, vă puteți confrunta cu erori de configurare, erori de comunicare, probleme ale encoderului sau mișcare instabilă.

De exemplu, dacă motorul dumneavoastră are o putere de 400 W, în mod normal aveți nevoie de un variator de frecvență compatibil de 400 W din aceeași familie de servomotoare. Dacă motorul are frână, variatorul și cablajul trebuie să suporte corect circuitul de frânare. Dacă motorul utilizează un encoder absolut, variatorul trebuie să suporte tipul respectiv de encoder.

Pentru un design nou, alegeți mai întâi motorul pe baza cerințelor de cuplu și viteză. Apoi selectați unitatea de acționare corespunzătoare.

Pentru un proiect de înlocuire, verificați ambele etichete:

Modelul servomotor: de obicei începe cu R88D
Modelul servomotorului: de obicei începe cu 88 milioane de rande

Un cumpărător poate trimite doar modelul de acționare, dar pentru o confirmare precisă, modelul motorului este adesea la fel de important.

3. Alegeți seria potrivită de servomotoare Omron

Omron are diferite familii de servomotoare, iar alegerea corectă depinde de generația mașinii, platforma controlerului și cerințele aplicației.

Pentru sistemele moderne de mișcare Omron, seria 1S este utilizată pe scară largă pentru controlul avansat al mașinilor. Omron descrie sistemul servo 1S ca fiind conceput pentru o proiectare, instalare, punere în funcțiune și întreținere îmbunătățite ale mașinilor, cu caracteristici precum encoder de înaltă rezoluție, encoder absolut multi-tură fără baterie, control îmbunătățit al buclei și funcții de siguranță încorporate.

Seria 1S acoperă o gamă de putere de la 50 W la 15 kW și include un encoder de înaltă rezoluție pe 23 de biți și un encoder absolut multi-tură fără baterie.

Seria G5 este o altă familie importantă de servomotoare Omron. Se găsește adesea în echipamentele existente și în proiectele de înlocuire. Acționările G5 sunt disponibile în diferite tipuri de comandă, inclusiv comunicație EtherCAT și modele analogice/cu impulsuri. Familia de acționări analogice/cu impulsuri G5 de la Omron include modele cu motoare rotative de la 50 W până la 15 kW și suport complet pentru encodere în buclă închisă.

În termeni simpli:

Utilizați seria 1S atunci când lucrați cu mașini mai noi bazate pe Omron Sysmac, control al mișcării EtherCAT, feedback de înaltă rezoluție și cerințe moderne de siguranță.

Folosiți seria G5 atunci când înlocuiți sistemele G5 existente, întrețineți echipamente mai vechi sau lucrați cu aplicații de control analogic/în impulsuri.

Folosește exact modelul existent atunci când mașina funcționează deja și ai nevoie doar de o înlocuire. În mentenanță, compatibilitatea este mai importantă decât “modernizarea” superficială.

4. Verificați metoda de control

Acesta este unul dintre cele mai importante puncte.

Un servomotor trebuie să corespundă metodei de comandă a controlerului. Dacă metoda de control este greșită, unitatea de acționare se poate porni, dar nu va funcționa cu PLC-ul sau controlerul de mișcare.

Metodele comune de control includ:

EtherCAT
Acest lucru este comun în sistemele de mișcare Omron mai noi, în special atunci când se utilizează controlere de mașini NJ/NX și Sysmac Studio. Este potrivit pentru controlul multiaxe sincronizat și automatizarea mașinilor de înaltă performanță.

Intrare tren de impulsuri
Acest lucru este comun în multe aplicații tradiționale de poziționare PLC. Controlerul trimite semnale de impuls și direcție către servomotor.

Intrare analogică
Acest lucru este adesea folosit pentru controlul vitezei sau cuplului în unele sisteme mai vechi sau speciale.

Înainte de a alege un acționare, verificați ce ieșire oferă controlerul dumneavoastră. Un servomotor EtherCAT nu poate înlocui pur și simplu un acționare cu intrare în impulsuri decât dacă se schimbă și sistemul de control.

De exemplu, servomotoarele 1S de la Omron sunt disponibile cu comunicație EtherCAT încorporată, în timp ce modelele G5 includ opțiuni de acționare analogică/în impulsuri.

De aceea contează sufixele modelului. Două servomotoruri pot părea similare ca putere nominală, dar interfața lor de comandă poate fi complet diferită.

5. Potriviți tensiunea de alimentare

Alimentarea cu energie electrică este un alt domeniu în care cumpărătorii fac adesea greșeli.

Servomodulările Omron pot fi proiectate pentru diferite tensiuni de intrare, cum ar fi 100 V CA, 200 V CA, 400 V CA sau 480 V CA, în funcție de regiune și de seria modelului.

De exemplu, gama 1S EtherCAT de la Omron include modele monofazate de 100 V CA, modele monofazate/trifazate de 200 V CA, modele trifazate de 200 V CA și modele trifazate de 400 V CA, cu diferite puteri nominale.

Dacă panoul mașinii dumneavoastră este proiectat pentru 200 V c.a., nu selectați un convertizor de frecvență de 400 V c.a. doar pentru că puterea nominală pare corectă. Clasa de tensiune trebuie să corespundă cu designul electric al mașinii.

Verificați întotdeauna:

Tensiune de intrare
Alimentare monofazată sau trifazată
Puterea nominală de ieșire
Standard regional de tensiune
Proiectarea dulapului de comandă
Cablaje și dispozitive de protecție existente

Pentru înlocuire, cea mai sigură metodă este să se potrivească exact cu clasa de tensiune originală.

6. Selectați puterea de ieșire corectă

Puterea servoacționării este de obicei selectată în funcție de puterea servomotorului.

Un motor de 400 W necesită, în general, un variator de frecvență compatibil de 400 W. Un motor de 1,5 kW necesită un variator de frecvență compatibil de 1,5 kW. Dar asta nu înseamnă că puterea este singurul lucru de verificat.

De asemenea, trebuie să luați în considerare:

Cerința de cuplu maxim
Timpul de accelerare și decelerare
Inerția sarcinii
Ciclul de funcționare
Energie de regenerare
Frecare mecanică
Condiții de încărcare verticală
Marja de siguranță

O greșeală frecventă este alegerea unui sistem de acționare doar în funcție de puterea motorului, ignorând condițiile de sarcină maximă. Sistemul poate funcționa în timpul testării, dar se poate defecta în timpul accelerării rapide, opririi de urgență sau producției continue.

Dacă mașina are cicluri frecvente de pornire-oprire, inerție ridicată sau mișcare verticală de ridicare, selecția trebuie revizuită mai atent.

7. Verificați tipul de encoder și cerințele de feedback

Encoderul este dispozitivul de feedback care comunică servomotorului poziția și viteza.

Pentru aplicațiile de poziționare, compatibilitatea encoderului este esențială.

Seria 1S de la Omron include un encoder de înaltă rezoluție pe 23 de biți și un encoder absolut multi-tură fără baterie, ceea ce ajută la simplificarea întreținerii, deoarece nu este necesară o baterie de rezervă pentru menținerea poziției absolute.

Pentru sistemele mai vechi, este posibil să vedeți și configurații de encodere incrementale sau absolute, în funcție de seria motorului.

Înainte de a alege o unitate, confirmați:

Motorul este incremental sau absolut?
Sistemul necesită poziționare absolută după oprire?
Este necesară o baterie?
Controlerul existent așteaptă date de poziție absolută?
Cablul encoderului este compatibil?

Dacă înlocuiți o unitate de acționare dintr-o mașină existentă, nu schimbați tipul de encoder din greșeală. Acest lucru poate afecta setările de referință, poziționare și controler.

8. Decideți dacă este necesară o frână

O frână de motor nu este utilizată pentru a opri motorul în timpul mișcării normale. Este folosită în principal pentru a menține axa atunci când alimentarea este întreruptă sau când servomotorul este dezactivat.

Motoarele cu frână sunt comune în:

Axe verticale
Mecanisme de ridicare
Aplicații pe axa Z
Fixări de susținere
Roboți sau sisteme de manipulare
Mașini în care căderea de sarcină este periculoasă

Dacă axa dumneavoastră este verticală, ar trebui să acordați o atenție deosebită cerinței de frână.

Un motor fără frână poate fi mai ieftin, dar poate fi nesigur sau nepotrivit pentru sarcini verticale. Un motor cu frână necesită, de asemenea, o cablare și o configurație corectă a acționării.

Când înlocuiți un sistem existent, verificați dacă modelul motorului include o opțiune de frână. Nu presupuneți că frâna este opțională doar pentru că mașina “se oprește de obicei prin servocomandă”.”

9. Revizuirea cerințelor de siguranță

Siguranța devine din ce în ce mai importantă în proiectarea mașinilor moderne.

Pentru multe aplicații, oprirea sigură a cuplului, sau STO, este acum o cerință comună. Unele mașini necesită, de asemenea, funcții de siguranță mai avansate, în funcție de evaluarea riscurilor mașinii.

Omron afirmă că seria 1S include funcții de siguranță încorporate, inclusiv oprire sigură a cuplului cablată și siguranță prin EtherCAT folosind FSoE.

Omron a lansat, de asemenea, sistemele servo AC din seria 1S cu funcționalitate de siguranță care oferă opt funcții de siguranță care satisfac cerințele de nivel PLe/SIL3.

Pentru mașinile simple, STO poate fi suficient. Pentru mașinile mai avansate, în special mașinile de ambalat, robotică, echipamentele de manipulare a materialelor sau echipamentele vândute în Europa, funcțiile de siguranță ar trebui verificate cu atenție.

Nu alegeți un servomotor doar în funcție de puterea nominală dacă mașina necesită o funcție de siguranță certificată.

10. Nu uitați de cabluri și conectori

Un servomotor este rareori utilizat singur.

De asemenea, este posibil să aveți nevoie de:

Cablu de alimentare
Cablu encoder
Cablu de frână
Conector I/O
Cablu de comunicații
Accesorii pentru encodere cu baterie sau fără baterie
Rezistență de regenerare
Filtru de zgomot
Reactor
Accesorii de montare

Pentru proiecte de înlocuire, cabluri poate deveni o problemă ascunsă. O unitate nouă poate să nu accepte vechiul conector de cablu, mai ales dacă treceți de la o serie la alta.

Înainte de a comanda, verificați dacă achiziționați doar sistemul de acționare sau setul complet de servomotoare.

Pentru întreținerea urgentă, înlocuirea doar a unității defecte poate fi suficientă. Pentru o mașină nouă, este mai bine să pregătiți împreună motorul, unitatea, cablurile și accesoriile aferente.

11. Verificați cerințele de regenerare

Regenerarea are loc atunci când motorul decelerează sau când o sarcină verticală împinge motorul înapoi. Energia se întoarce la sistemul de acționare. Dacă energia regenerată este prea mare, sistemul poate necesita o rezistență de regenerare.

Aplicațiile cu risc de regenerare mai mare includ:

Axe verticale
Sarcini mari de inerție
Decelerare rapidă
Mișcare pornire-oprire frecventă
Mese rotative
Sisteme de poziționare cu cursă lungă

Dacă regenerarea este ignorată, mașina se poate declanșa cu alarme de supratensiune sau se poate opri brusc în timpul funcționării.

Când aplicația are o sarcină mare sau o decelerare frecventă, verificați dacă este necesară o rezistență de regenerare externă.

12. Luați în considerare mediul de lucru

Servomodelele sunt instalate în interiorul panourilor de control, dar mediul înconjurător contează în continuare.

Verificați următoarele:

Temperatura mediului ambiant
Umiditate
Vibrație
Praf
Ceață de ulei
Gaz coroziv
Ventilație panou
Spațiere de instalare
Împământare și control al zgomotului

De exemplu, specificațiile generale pentru modelul 1S de la Omron includ o temperatură ambiantă de funcționare de la 0 la 55°C și o umiditate de până la maximum 90%, fără condens.

Nu instalați un servomotor într-un tablou aglomerat, fără o disipare suficientă a căldurii. Chiar dacă selecția modelului este corectă, o instalare defectuoasă poate scurta durata de viață.

13. Fiți atenți la modelele de înlocuire și cele scoase din producție

Mulți cumpărători caută servomotoruri Omron deoarece o mașină veche s-a oprit, iar acționarea originală este greu de găsit.

În această situație, nu vă grăbiți să cumpărați modelul “cel mai apropiat”.

Verifica:

Modelul exact al acționării
Modelul exact al motorului
Tensiune de intrare
Putere de ieșire
Metoda de control
Tipul de encoder
Opțiune de frână
Compatibilitate firmware sau parametri
Dimensiune de montare
Compatibilitate cabluri
Modelul controlerului
Cerințe ale programului mașinii

Unele modele de înlocuire pot necesita modificări ale parametrilor sau ale cablurilor. Este posibil ca unele să nu fie înlocuiri directe.

Dacă producția este oprită, cea mai rapidă soluție este adesea găsirea aceluiași model original în stoc. Dacă modelul original este scos din producție sau nu este disponibil, atunci ar trebui verificat un plan de înlocuire cu suficiente detalii tehnice.

14. Atenție la servomotoarele recondiționate

Servomodulele Omron sunt utilizate în multe fabrici, așa că piața are și multe unități second-hand sau recondiționate.

Pentru unii cumpărători, o unitate de stocare recondiționată ieftină poate părea atractivă. Dar în proiectele inginerești reale, riscul poate fi mult mai mare decât economiile.

Printre posibilele probleme se numără:

Durată de viață rămasă mai scurtă
Istoricul alarmelor ascunse
Performanță instabilă
Terminale deteriorate
Plăci interne reparate
Fără garanție fiabilă
Etichete greșite sau piese modificate
Defecțiune după instalare

Pentru mașini de producție, proiecte guvernamentale, echipamente de export sau întreținere urgentă, produsele originale noi sunt de obicei mai sigure.

Acest lucru este deosebit de important pentru managerii de achiziții care trebuie să își protejeze compania de reclamațiile ulterioare privind calitatea.

15. O listă de verificare practică pentru selectarea servomotoarelor Omron

Înainte de a confirma un servomotor Omron, verificați următoarele puncte:

Modelul servomotorului
Modelul de servomotor
Puterea nominală de ieșire
Tensiune și fază de intrare
Metoda de control
Tipul de encoder
Cerința de frânare
Funcție de siguranță
Compatibilitate cabluri
Modelul controlerului
Încărcarea aplicației
Cerința de regenerare
Mediul de instalare
Proiect nou de design sau de înlocuire
Disponibilitate și timp de livrare
Garanția și starea produsului

Dacă puteți răspunde clar la aceste întrebări, riscul de a alege servomotorul greșit va fi mult mai mic.

16. Exemplu: Alegerea unei unități de acționare pentru o mașină de ambalat

Să presupunem că construiești sau întreții o mașină de ambalat.

Mașina are mai multe axe: alimentare, tăiere, sigilare și poziționare. Mișcarea trebuie să fie precisă, rapidă și repetabilă. Dacă controlerul este un sistem Omron NJ sau NX care utilizează EtherCAT, un sistem servo 1S EtherCAT poate fi o direcție potrivită.

Dar tot trebuie să verificați fiecare axă separat.

Axa de alimentare poate necesita un răspuns rapid.
Axa de tăiere poate necesita o sincronizare precisă.
Axa verticală poate necesita o frână.
Axa cu inerție ridicată ar putea necesita o revizuire a regenerării.
Proiectul de siguranță poate necesita STO sau funcții de siguranță mai avansate.

De aceea, o mașină poate utiliza mai multe servomotoruri cu puteri nominale diferite, chiar dacă aparțin aceleiași familii de servomotoruri Omron.

O bună selecție a servomotoarelor nu înseamnă doar potrivirea produsului. Ci potrivirea aplicației.

17. Greșeli frecvente la alegerea unui servomotor Omron

O greșeală frecventă este alegerea doar în funcție de putere.

Un variator de putere de 750 W nu este automat corect doar pentru că motorul are 750 W. Seria, tensiunea, interfața de comandă și encoderul trebuie, de asemenea, să corespundă.

O altă greșeală este ignorarea controlerului.

Dacă PLC-ul sau controlerul de mișcare emite semnale de impuls, o unitate de acționare exclusiv EtherCAT nu va fi un înlocuitor direct.

O a treia greșeală este uitarea frânei motorului.

Acest lucru este deosebit de riscant pentru axele verticale. Dacă motorul original are frână, cel de schimb trebuie verificat cu atenție.

O altă problemă frecventă este cumpărarea unității, dar uitarea cablurilor.

Pentru proiectele urgente, acest lucru poate cauza întârzieri serioase. Unitatea de acționare poate ajunge repede, dar mașina tot nu poate funcționa din cauza lipsei cablului.

În cele din urmă, mulți cumpărători subestimează riscul produselor recondiționate.

Servomotoarele sunt componente de mișcare de precizie. Un preț scăzut nu este util dacă mașina se oprește din nou după instalare.

18. Când ar trebui să solicitați ajutorul unui furnizor pentru verificarea modelului?

Ar trebui să ceri ajutor atunci când:

Modelul original este scos din producție
Ai doar modelul motorului
Ai doar modelul de unitate
Aparatul folosește un sistem Omron mai vechi
Nu sunteți sigur de EtherCAT sau de controlul prin impulsuri
Axa are o frână
Proiectul este urgent
Aveți nevoie de un înlocuitor, dar nu doriți să schimbați cablajul.
Cumperi pentru mașina unui client și nu îți poți asuma riscuri

Un furnizor profesionist nu ar trebui doar să ofere un preț. Ar trebui să vă ajute să verificați dacă modelul este potrivit, dacă produsul este nou și original și dacă accesoriile necesare sunt disponibile.

Pentru echipele de achiziții, acest lucru economisește timp de comunicare cu inginerii. Pentru ingineri, reduce riscul ca piesele greșite să ajungă la fața locului.