Как выбрать сервопривод Omron

Я видел, как многие покупатели начинали с простого вопроса:

“Можете ли вы предложить это?» Сервопривод Омрон?”

Однако после проверки системы мы часто обнаруживаем, что привод — это лишь одна часть всей сервосистемы. Если двигатель, контроллер, кабель или способ связи не соответствуют друг другу, машина может работать некорректно, даже если сам привод совершенно новый.

В этом руководстве объясняется, как на практике выбрать сервопривод Omron, особенно для инженеров, ремонтных бригад и менеджеров по закупкам, которым необходимо избежать дорогостоящих ошибок.

Позиции Омрона сервомоторы и сервоприводы для высокоскоростных и высокоточных систем управления, а некоторые модели доступны со встроенной связью EtherCAT.

1. Начните с машины, а не с привода.

Первый шаг — не спрашивать: “Какой сервопривод дешевле?”

Более уместный вопрос:

“Для чего этой оси машине нужна?”

Сервопривод управляет двигателем, но двигатель должен перемещать реальную нагрузку. Это значит, что сначала нужно понять механические требования:

Каков вес груза?
С какой скоростью оно должно двигаться?
С какой скоростью он должен разгоняться и останавливаться?
Ось горизонтальная или вертикальная?
Требуется ли высокая точность позиционирования?
Используется ли редуктор, шариковый винт, ремень, поворотный стол или прямая муфта?
Как часто повторяется движение?

При проектировании новой машины выбор двигателя обычно предшествует выбору привода. Инструмент Omron для расчета двигателя разработан, чтобы помочь выбрать подходящий двигатель и привод на основе механической конструкции, режимов работы, массы, передаточного отношения, инерции и расчета крутящего момента.

Процесс замены или технического обслуживания отличается. Обычно начинают с номера модели, указанного на паспортной табличке сервопривода или двигателя. В этом случае наиболее безопасный подход — проверить точную модель, блок питания, совместимость двигателя и тип подключения кабеля перед покупкой.

2. Сначала убедитесь в правильности подключения сервомотора.

В большинстве Омрон В сервосистемах сервопривод следует выбирать в соответствии с серводвигателем.

Двигатель определяет требуемую выходную мощность, совместимость с энкодером, номинальную скорость, наличие тормоза, тип инерции и тип разъема. Если двигатель и привод не соответствуют друг другу, могут возникнуть ошибки настройки, сбои связи, проблемы с энкодером или нестабильное движение.

Например, если мощность вашего двигателя составляет 400 Вт, вам обычно потребуется совместимый привод мощностью 400 Вт из того же семейства сервоприводов. Если двигатель имеет тормоз, привод и проводка должны корректно поддерживать тормозную цепь. Если двигатель использует абсолютный энкодер, привод должен поддерживать именно этот тип энкодера.

При разработке новой конструкции сначала выберите двигатель, исходя из требований к крутящему моменту и скорости. Затем выберите соответствующий привод.

Для замены проверьте обе этикетки:

Модель сервопривода: обычно начинается с Р88Д
Модель сервомотора: обычно начинается с Р88М

Покупатель может указать только модель привода, но для точного подтверждения зачастую не менее важна и модель двигателя.

3. Выберите подходящую серию сервоприводов Omron.

Компания Omron выпускает сервоприводы различных семейств, и правильный выбор зависит от поколения машины, платформы контроллера и требований к применению.

В современных системах управления движением Omron серия 1S широко используется для расширенного управления машинами. Компания Omron описывает сервосистему 1S как разработанную для улучшения проектирования, установки, ввода в эксплуатацию и технического обслуживания машин, с такими функциями, как высокоточный энкодер, безбатарейный абсолютный многооборотный энкодер, улучшенное управление контуром и встроенные функции безопасности.

Серия 1S охватывает диапазон мощности от 50 Вт до 15 кВт и включает в себя 23-битный энкодер высокого разрешения и безбатарейный абсолютный многооборотный энкодер.

Серия G5 — еще одно важное семейство сервоприводов Omron. Они часто используются в существующем оборудовании и в проектах по замене. Приводы G5 доступны с различными типами управления, включая связь EtherCAT и аналоговые/импульсные модели. Семейство аналоговых/импульсных приводов Omron G5 включает модели с роторными двигателями мощностью от 50 Вт до 15 кВт и полной поддержкой энкодера с замкнутым контуром управления.

Проще говоря:

Используйте серию 1S при работе с новыми станками на базе Omron Sysmac, системами управления движением EtherCAT, высокоточной обратной связью и современными требованиями безопасности.

Используйте системы серии G5 при замене существующих систем G5, обслуживании устаревшего оборудования или работе с аналоговыми/импульсными системами управления.

Если оборудование уже работает и требуется только замена, используйте точно такую же модель, которая уже есть в наличии. При техническом обслуживании совместимость важнее, чем просто “модернизация”.

4. Проверьте метод контроля.

Это один из важнейших моментов.

Сервопривод должен соответствовать методу управления контроллера. Если метод управления неверен, привод может включиться, но он не будет работать с вашим ПЛК или контроллером движения.

К распространенным методам контроля относятся:

EtherCAT
Это распространенная практика в новых системах управления движением Omron, особенно при использовании контроллеров станков NJ/NX и Sysmac Studio. Она подходит для синхронизированного многоосевого управления и высокопроизводительной автоматизации станков.

Вход импульсной последовательности
Это распространенная практика во многих традиционных системах позиционирования на базе ПЛК. Контроллер посылает импульсные сигналы и сигналы направления на сервопривод.

Аналоговый вход
Этот метод часто используется для регулирования скорости или крутящего момента в некоторых старых или специализированных системах.

Перед выбором привода проверьте, какие выходные параметры обеспечивает ваш контроллер. Сервопривод EtherCAT не может просто заменить импульсный привод, если не будет изменена и система управления.

Например, сервоприводы Omron 1S доступны со встроенной связью EtherCAT, а модели G5 включают в себя варианты с аналоговым/импульсным управлением.

Вот почему суффиксы моделей имеют значение. Два сервопривода могут выглядеть похожими по мощности, но их интерфейс управления может быть совершенно разным.

5. Согласуйте напряжение питания.

Источники питания — еще одна область, где покупатели часто допускают ошибки.

Сервоприводы Omron могут быть рассчитаны на различные входные напряжения, такие как 100 В переменного тока, 200 В переменного тока, 400 В переменного тока или 480 В переменного тока, в зависимости от региона и серии моделей.

Например, линейка Omron 1S EtherCAT включает в себя однофазные модели на 100 В переменного тока, однофазные/трехфазные модели на 200 В переменного тока, трехфазные модели на 200 В переменного тока и трехфазные модели на 400 В переменного тока с различными номинальными мощностями.

Если панель управления вашего оборудования рассчитана на 200 В переменного тока, не выбирайте привод на 400 В переменного тока только потому, что его номинальная мощность кажется правильной. Класс напряжения должен соответствовать электрической схеме оборудования.

Всегда проверяйте:

Входное напряжение
Однофазное или трехфазное питание
Номинальная выходная мощность
Региональный стандарт напряжения
Конструкция шкафа управления
Существующая проводка и защитные устройства

Для замены наиболее безопасным методом является точное соответствие классу напряжения оригинала.

6. Выберите правильную выходную мощность.

Мощность сервопривода обычно выбирается в соответствии с мощностью серводвигателя.

Для двигателя мощностью 400 Вт обычно требуется совместимый привод мощностью 400 Вт. Для двигателя мощностью 1,5 кВт требуется совместимый привод мощностью 1,5 кВт. Но это не значит, что нужно проверять только мощность.

Также необходимо учитывать следующее:

Требование к максимальному крутящему моменту
Время разгона и замедления
инерция нагрузки
Рабочий цикл
Энергия регенерации
Механическое трение
Условия вертикальной нагрузки
Запас прочности

Распространенная ошибка — выбор привода, основываясь только на мощности двигателя, игнорируя пиковые нагрузки. Система может работать во время тестирования, но выйти из строя при резком ускорении, аварийной остановке или непрерывном производстве.

Если машина имеет частые циклы запуска-остановки, высокую инерцию или вертикальное подъемное движение, выбор следует пересмотреть более тщательно.

7. Проверьте тип энкодера и требования к обратной связи.

Энкодер — это устройство обратной связи, которое передает сервоприводу информацию о положении и скорости двигателя.

Для задач позиционирования совместимость энкодера имеет решающее значение.

В серию 1S от Omron входит 23-битный энкодер высокого разрешения и безбатарейный абсолютный многооборотный энкодер, что упрощает техническое обслуживание, поскольку для сохранения абсолютного положения не требуется резервное питание от батареи.

В более старых системах в зависимости от серии двигателя могут встречаться конфигурации с инкрементальным или абсолютным энкодером.

Перед выбором диска убедитесь в следующем:

Двигатель работает пошагово или с абсолютной точностью?
Требуется ли системе абсолютное позиционирование после выключения питания?
Требуется ли батарейка?
Ожидает ли существующий контроллер данные об абсолютном положении?
Совместим ли кабель энкодера?

При замене привода в существующем оборудовании не следует бездумно менять тип энкодера. Это может повлиять на точность позиционирования, точность установки положения и настройки контроллера.

8. Определите, требуется ли тормоз.

Тормоз двигателя не используется для остановки двигателя во время нормального движения. Он в основном используется для удержания оси при отключении питания или при неисправности сервопривода.

Тормозные двигатели широко распространены в:

Вертикальные оси
Подъемные механизмы
Применение по оси Z
Крепежные элементы
Роботы или системы обработки грузов
Машины, где падение груза опасно

Если ваша ось расположена вертикально, следует обратить особое внимание на требования к тормозам.

Двигатель без тормоза может быть дешевле, но он может быть небезопасным или непригодным для вертикальных нагрузок. Двигатель с тормозом также требует правильной проводки и конфигурации привода.

При замене существующей системы проверьте, включает ли данная модель двигателя опцию тормоза. Не следует предполагать, что тормоз является опциональным только потому, что машина “обычно останавливается с помощью сервоуправления”.”

9. Ознакомьтесь с требованиями безопасности.

В современном машиностроении безопасность приобретает все большее значение.

Для многих применений функция безопасного отключения крутящего момента (STO) в настоящее время является распространенным требованием. Некоторые машины также требуют более совершенных функций безопасности в зависимости от оценки рисков, связанных с машиной.

Компания Omron заявляет, что серия 1S включает в себя встроенные функции безопасности, в том числе проводное отключение защиты от перегрузки по крутящему моменту и защиту по протоколу EtherCAT с использованием FSoE.

Компания Omron также выпустила сервосистемы переменного тока серии 1S с функциями безопасности, обеспечивающими восемь функций защиты, соответствующих требованиям уровня PLe/SIL3.

Для простых машин может быть достаточно STO. Для более сложных машин, особенно упаковочных машин, робототехники, оборудования для обработки материалов или оборудования, продаваемого в Европе, следует тщательно проверять функции безопасности.

Не следует выбирать сервопривод, ориентируясь только на номинальную мощность, если машина требует наличия сертифицированной функции безопасности.

10. Не забудьте про кабели и разъемы.

Сервопривод редко используется в одиночку.

Вам также может понадобиться:

Кабель питания
Кабель энкодера
Трос тормоза
разъем ввода/вывода
Коммуникационный кабель
Аксессуары для энкодеров с батарейным питанием или без него
Регенерационный резистор
Фильтр шума
Реактор
Монтажные принадлежности

Для проектов по замене, кабели Это может стать скрытой проблемой. Новый накопитель может не принять старый кабельный разъем, особенно если вы переходите с одной серии на другую.

Перед оформлением заказа уточните, покупаете ли вы только привод или полный комплект сервоприводов.

В случае срочного технического обслуживания может быть достаточно замены только вышедшего из строя привода. При сборке нового оборудования лучше подготовить двигатель, привод, кабели и сопутствующие принадлежности вместе.

11. Проверьте требования к регенерации.

Рекуперация энергии происходит при замедлении двигателя или при обратном вращении двигателя под действием вертикальной нагрузки. Энергия возвращается в привод. Если количество рекуперированной энергии слишком велико, системе может потребоваться рекуперационный резистор.

К областям применения с повышенным риском регенерации относятся:

Вертикальные оси
Большие инерционные нагрузки
Быстрое замедление
Частое движение с остановками и возобновлением движения
Поворотные столы
Системы позиционирования с большим ходом

Если игнорировать регенерацию, машина может активировать сигнализацию о перенапряжении или неожиданно остановиться во время работы.

При высоких нагрузках или частых замедлениях проверьте, требуется ли внешний регенерационный резистор.

12. Учитывайте рабочую среду.

Сервоприводы устанавливаются внутри панелей управления, но окружающая среда по-прежнему имеет значение.

Проверьте следующее:

Температура окружающей среды
Влажность
Вибрация
Пыль
Масляный туман
Коррозионный газ
Панельная вентиляция
Расстояние между установками
Заземление и контроль шума

Например, общие технические характеристики Omron 1S включают рабочую температуру окружающей среды от 0 до 55 °C и влажность до 901 TP6T максимум, без образования конденсата.

Не устанавливайте сервопривод в переполненный корпус без достаточного отвода тепла. Даже при правильном выборе модели, некачественная установка может сократить срок службы.

13. Будьте осторожны с моделями, предназначенными для замены или снятыми с производства.

Многие покупатели ищут сервоприводы Omron, потому что их старая машина вышла из строя, а оригинальный привод найти сложно.

В такой ситуации не стоит спешить с покупкой модели, которая “наиболее похожа”.

Проверять:

Точная модель привода
Точная модель двигателя
Входное напряжение
Выходная мощность
Метод контроля
Тип кодировщика
Вариант торможения
Совместимость прошивки или параметров
Размер крепления
Совместимость кабелей
модель контроллера
Требования к машинной программе

Для некоторых моделей, подлежащих замене, может потребоваться изменение параметров или замена кабелей. Некоторые модели могут вообще не являться прямой заменой.

Если производство остановлено, самым быстрым решением часто является поиск аналогичной оригинальной модели на складе. Если оригинальная модель снята с производства или недоступна, следует разработать план замены с достаточной технической информацией.

14. Остерегайтесь восстановленных сервоприводов.

Сервоприводы Omron используются на многих заводах, поэтому на рынке также представлен большой выбор бывших в употреблении или восстановленных устройств.

Для некоторых покупателей недорогой восстановленный жесткий диск может показаться привлекательным. Но в реальных инженерных проектах риск может быть намного выше, чем экономия.

Возможные проблемы включают:

Более короткий оставшийся срок службы
История скрытых тревог
Нестабильная работа
Поврежденные клеммы
Отремонтированы внутренние платы.
Надежной гарантии нет.
Неправильные этикетки или замененные детали.
Неисправность после установки

Для производственного оборудования, государственных проектов, экспортной продукции или срочного технического обслуживания новые оригинальные изделия, как правило, безопаснее.

Это особенно важно для менеджеров по закупкам, которым необходимо защитить свою компанию от претензий по качеству в будущем.

15. Практический контрольный список для выбора сервопривода Omron

Прежде чем подтвердить покупку сервопривода Omron, проверьте следующие моменты:

модель сервомотора
модель сервопривода
Номинальная выходная мощность
Входное напряжение и фаза
Метод контроля
Тип кодировщика
Требования к тормозам
Функция безопасности
Совместимость кабелей
модель контроллера
Нагрузка приложения
Требование к регенерации
Среда установки
Новый проект или проект замены
Наличие товара и сроки доставки
Гарантия и состояние товара

Если вы сможете четко ответить на эти вопросы, риск выбора неправильного сервопривода будет значительно ниже.

16. Пример: Выбор привода для упаковочной машины

Допустим, вы занимаетесь сборкой или обслуживанием упаковочной машины.

Станок имеет несколько осей: подача, резка, герметизация и позиционирование. Движение должно быть точным, быстрым и повторяемым. Если контроллер представляет собой систему Omron NJ или NX, использующую EtherCAT, то сервосистема 1S EtherCAT может быть подходящим вариантом.

Но вам все равно нужно проверять каждую ось отдельно.

Ось питания может нуждаться в быстрой реакции.
Для режущей оси может потребоваться точная синхронизация.
Для работы вертикальной оси может потребоваться тормоз.
Ось с высокой инерцией, возможно, нуждается в повторном обследовании для оценки возможности регенерации.
Для обеспечения безопасности может потребоваться система STO или более совершенные функции безопасности.

Именно поэтому в одном станке может использоваться несколько сервоприводов с разной мощностью, даже если они принадлежат к одному семейству сервоприводов Omron.

Правильный выбор сервопривода — это не просто соответствие модели, а соответствие области применения.

17. Распространенные ошибки при выборе сервопривода Omron

Одна из распространенных ошибок — выбор только по мощности.

Привод мощностью 750 Вт не является автоматически правильным только потому, что двигатель имеет мощность 750 Вт. Последовательное соединение, напряжение, интерфейс управления и энкодер также должны совпадать.

Ещё одна ошибка — игнорирование контроллера.

Если ПЛК или контроллер движения выдает импульсные сигналы, привод, работающий только по протоколу EtherCAT, не будет являться прямой заменой.

Третья ошибка — забыть про моторный тормоз.

Это особенно опасно для вертикальных осей. Если оригинальный двигатель имеет тормоз, то новый двигатель следует тщательно проверить.

Ещё одна распространённая проблема — покупка накопителя, но забывание кабелей.

В случае срочных проектов это может привести к серьезным задержкам. Привод может прибыть быстро, но машина все равно не сможет работать из-за отсутствия кабеля.

Наконец, многие покупатели недооценивают риски, связанные с восстановленной продукцией.

Сервоприводы — это прецизионные компоненты системы перемещения. Низкая цена не имеет смысла, если после установки машина снова остановится.

18. Когда следует обратиться к поставщику за помощью в проверке модели?

Обращаться за помощью следует в следующих случаях:

Производство оригинальной модели прекращено.
У вас есть только модель двигателя.
У вас есть только модель привода.
В станке используется более старая система Omron.
Вы не уверены в EtherCAT или управлении импульсами.
Ось имеет тормоз.
Проект требует срочного выполнения.
Вам нужна замена, но вы не хотите менять проводку.
Вы покупаете оборудование для клиента и не можете рисковать.

Профессиональный поставщик должен не просто назвать цену. Он должен помочь вам проверить, подходит ли вам данная модель, является ли товар новым и оригинальным, а также имеются ли в наличии необходимые аксессуары.

Для отделов закупок это экономит время на общение с инженерами. Для инженеров это снижает риск попадания на объект неподходящих деталей.