Како одабрати Омрон серво погон

Видео сам много купаца како почињу једноставним питањем:

“Можете ли ово понудити Омрон серво погон?”

Али након провере апликације, често откријемо да је погон само један део целог серво система. Ако се мотор, контролер, кабл или метод комуникације не подударају, машина можда неће радити исправно чак и ако је сам погон потпуно нов.

Овај водич објашњава како на практичан начин одабрати Омрон серво погон, посебно за инжењере, тимове за одржавање и менаџере набавке којима је потребно да избегну скупе грешке.

Омронове позиције сервомотори и серво драјвери за брзе, високопрецизне контролне апликације, а неки модели су доступни са уграђеном EtherCAT комуникацијом.

1. Почните са машином, а не са диском

Први корак није питање: “Који је серво погон јефтинији?”

Боље питање је:

“Шта је машини потребно да би ова оса радила?”

Серво погон контролише мотор, али мотор мора да покреће стварно оптерећење. То значи да прво треба да разумете механичке захтеве:

Колика је тежина терета?
Колико брзо треба да се креће?
Колико брзо треба да убрза и заустави се?
Да ли је оса хоризонтална или вертикална?
Да ли је потребна висока тачност позиционирања?
Да ли постоји мењач, куглични вијак, каиш, ротациони сто или директна спојница?
Колико често се покрет понавља?

За нови дизајн машине, димензионисање мотора би обично требало да буде пре избора погона. Омронов алат за димензионисање мотора је дизајниран да помогне у избору одговарајућег мотора и погона на основу механичке структуре, начина рада, масе, преносног односа, инерције и прорачуна обртног момента.

За замену или одржавање, поступак је другачији. Обично почињете од постојећег броја модела на натписној плочици серво погона или мотора. У том случају, најбезбеднији приступ је да проверите тачан модел, напајање, компатибилност мотора и кабловску везу пре куповине.

2. Прво потврдите серво мотор

У већини Омрон серво системи, серво погон треба одабрати према серво мотору.

Мотор одређује потребну излазну снагу, компатибилност енкодера, номиналну брзину, опцију кочнице, тип инерције и тип конектора. Ако се мотор и погон не подударају, можете се суочити са грешкама у подешавању, комуникацијским грешкама, проблемима са енкодером или нестабилним кретањем.

На пример, ако ваш мотор има 400 W, обично вам је потребан компатибилан погон од 400 W из исте породице серво мотора. Ако мотор има кочницу, погон и ожичење морају правилно подржавати коло кочења. Ако мотор користи апсолутни енкодер, погон мора подржавати тај тип енкодера.

За нови дизајн, прво изаберите мотор на основу захтева за обртни момент и брзину. Затим изаберите одговарајући погон.

За пројекат замене, проверите обе ознаке:

Модел серво погона: обично почиње са Р88Д
Модел серво мотора: обично почиње са Р88М

Купац може послати само модел погона, али за тачну потврду, модел мотора је често подједнако важан.

3. Изаберите праву серију серво уређаја Omron

Омрон има различите породице серво мотора, а прави избор зависи од генерације машине, платформе контролера и захтева примене.

За модерне Omron системе кретања, серија 1S се широко користи за напредну контролу машина. Omron описује 1S серво систем као дизајниран за побољшани дизајн машина, инсталацију, пуштање у рад и одржавање, са карактеристикама као што су енкодер високе резолуције, апсолутни вишеокретни енкодер без батерија, побољшана контрола петље и уграђене безбедносне функције.

Серија 1S покрива распон снаге од 50 W до 15 kW и укључује 23-битни енкодер високе резолуције и апсолутни вишеокретни енкодер без батерија.

Серија G5 је још једна важна Omron серво породица. Често се налази у постојећој опреми и пројектима замене. G5 погони су доступни у различитим типовима команди, укључујући EtherCAT комуникацију и аналогно/импулсне моделе. Omron-ова G5 аналогно/импулсна породица погона укључује моделе са ротационим моторима од 50 W до 15 kW и потпуном подршком за енкодер затворене петље.

Једноставно речено:

Користите 1S серију када радите са новијим Omron Sysmac машинама, EtherCAT контролом кретања, повратним информацијама високе резолуције и модерним безбедносним захтевима.

Користите Г5 серију када замењујете постојеће Г5 системе, одржавате старију опрему или радите са апликацијама за аналогно/импулсно управљање.

Користите потпуно исти постојећи модел када машина већ ради и потребна вам је само замена. У одржавању, компатибилност је важнија од повремене “надоградње”.

4. Проверите метод контроле

Ово је једна од најважнијих тачака.

Серво погон мора да одговара методи командовања контролера. Ако је метод управљања погрешан, погон се може укључити, али неће радити са вашим PLC-ом или контролером кретања.

Уобичајене методе контроле укључују:

ЕтхерЦАТ
Ово је уобичајено код новијих Omron система за кретање, посебно када се користе NJ/NX машински контролери и Sysmac Studio. Погодан је за синхронизовано управљање више осовина и аутоматизацију машина високих перформанси.

Улаз импулсног низа
Ово је уобичајено у многим традиционалним PLC апликацијама за позиционирање. Контролер шаље импулсне и смерне сигнале серво погону.

Аналогни улаз
Ово се често користи за контролу брзине или обртног момента у неким старијим или посебним системима.

Пре него што изаберете погон, проверите који излаз пружа ваш контролер. EtherCAT серво погон не може једноставно заменити погон са импулсним улазом, осим ако се и систем управљања не промени.

На пример, Омронови 1S серво погони су доступни са уграђеном EtherCAT комуникацијом, док G5 модели укључују опције аналогног/импулсног погона.

Зато су суфикси модела важни. Два серво погона могу изгледати слично по снази, али њихов командни интерфејс може бити потпуно различит.

5. Ускладите напон напајања

Напајање је још једно подручје где купци често праве грешке.

Омрон серво погони могу бити дизајнирани за различите улазне напоне, као што су 100 VAC, 200 VAC, 400 VAC или 480 VAC, у зависности од региона и серије модела.

На пример, Омронова 1S EtherCAT линија укључује једнофазне моделе од 100 VAC, једнофазне/трофазне моделе од 200 VAC, трофазне моделе од 200 VAC и трофазне моделе од 400 VAC различитих номиналних снага.

Ако је табла ваше машине пројектована за 200 VAC, немојте бирати погон од 400 VAC само зато што називна снага изгледа исправно. Класа напона мора одговарати електричном дизајну машине.

Увек проверите:

Улазни напон
Једнофазно или трофазно напајање
Називна излазна снага
Регионални стандард напона
Дизајн контролног ормара
Постојеће ожичење и заштитни уређаји

За замену, најбезбеднији метод је тачно усклађивање са оригиналном класом напона.

6. Изаберите исправну излазну снагу

Снага серво погона се обично бира према снази серво мотора.

Мотор од 400 W генерално захтева компатибилан погон од 400 W. Мотор од 1,5 kW захтева компатибилан погон од 1,5 kW. Али то не значи да је снага једина ствар коју треба проверити.

Такође треба да узмете у обзир:

Захтев за вршни обртни момент
Време убрзања и успоравања
Инерција оптерећења
Радни циклус
Енергија регенерације
Механичко трење
Услови вертикалног оптерећења
Маргина безбедности

Уобичајена грешка је избор погона само на основу снаге мотора, док се игноришу услови вршног оптерећења. Систем може да ради током тестирања, али да откаже током брзог убрзања, хитног заустављања или континуиране производње.

Ако машина има честе циклусе покретања и заустављања, велику инерцију или вертикално подизање, избор треба пажљивије размотрити.

7. Проверите тип енкодера и захтеве за повратну спрегу

Енкодер је уређај за повратну спрегу који говори серво погону положај и брзину мотора.

За апликације позиционирања, компатибилност енкодера је кључна.

Омронова 1С серија укључује 23-битни енкодер високе резолуције и апсолутни вишеокретни енкодер без батерија, што поједностављује одржавање јер није потребна резервна батерија за апсолутно задржавање положаја.

За старије системе, можете видети и конфигурације инкременталног или апсолутног енкодера у зависности од серије мотора.

Пре него што изаберете диск, потврдите:

Да ли је мотор инкрементални или апсолутни?
Да ли је систему потребно апсолутно позиционирање након искључивања напајања?
Да ли је потребна батерија?
Да ли постојећи контролер очекује податке о апсолутној позицији?
Да ли је кабл енкодера компатибилан?

Ако мењате погон у постојећој машини, немојте мењати тип енкодера случајно. То може утицати на усмеравање ка вратима, позиционирање и подешавања контролера.

8. Одлучите да ли је кочница потребна

Кочница мотора се не користи за заустављање мотора током нормалног кретања. Углавном се користи за држање осе када је напајање искључено или када је серво онемогућен.

Кочиони мотори су уобичајени у:

Вертикалне осе
Механизми за подизање
Примене Z-осе
Држање распрема
Роботи или системи за руковање
Машине код којих је пад терета опасан

Ако вам је оса вертикална, требало би да обратите посебну пажњу на захтев за кочење.

Мотор без кочнице може бити јефтинији, али може бити небезбедан или непогодан за вертикална оптерећења. Мотор са кочницом такође захтева исправно ожичење и конфигурацију погона.

Приликом замене постојећег система, проверите да ли модел мотора укључује опцију кочнице. Немојте претпостављати да је кочница опционална само зато што машина “обично зауставља серво управљање”.”

9. Преглед безбедносних захтева

Безбедност постаје све важнија у дизајну модерних машина.

За многе примене, безбедно искључивање обртног момента, или STO, сада је уобичајени захтев. Неким машинама су такође потребне напредније безбедносне функције у зависности од процене ризика машине.

Омрон наводи да серија 1С укључује уграђене безбедносне функције, укључујући жичано безбедно искључивање обртног момента и безбедност преко EtherCAT-а користећи FSoE.

Омрон је такође издао 1S серију AC серво система са безбедносном функционалношћу која пружа осам безбедносних функција које задовољавају захтеве нивоа PLe/SIL3.

За једноставне машине, STO може бити довољан. За напредније машине, посебно машине за паковање, роботику, руковање материјалом или опрему која се продаје у Европи, безбедносне функције треба пажљиво проверити.

Не бирајте серво погон само на основу снаге ако машина захтева сертификовану безбедносну функцију.

10. Не заборавите каблове и конекторе

Серво погон се ретко користи сам.

Можда ће вам требати и:

Кабл за напајање
Кабл енкодера
Сајла кочнице
И/О конектор
Комуникациони кабл
Додатна опрема за енкодер са батеријама или без батерија
Регенеративни отпорник
Филтер за шум
Реактор
Монтажни прибор

За пројекте замене, каблови може постати скривени проблем. Нови диск можда неће прихватити стари кабловски конектор, посебно ако прелазите са једне серије на другу.

Пре наручивања, проверите да ли купујете само погон или комплетан серво сет.

За хитно одржавање, замена само неисправног погона може бити довољна. За нову машину, боље је заједно припремити мотор, погон, каблове и пратећу додатну опрему.

11. Проверите захтеве за регенерацију

Регенерација се дешава када мотор успори или када вертикално оптерећење покрене мотор уназад. Енергија се враћа у погон. Ако је регенерисана енергија превисока, систему ће можда бити потребан отпорник за регенерацију.

Примене са већим ризиком од регенерације укључују:

Вертикалне осе
Велика инерцијска оптерећења
Брзо успоравање
Често покретање кретања и заустављања
Ротациони столови
Системи за позиционирање са дугим ходом

Ако се регенерација игнорише, машина може да активира аларме пренапона или да се неочекивано заустави током рада.

Када апликација има велико оптерећење или честа успоравања, проверите да ли је потребан спољни регенеративни отпорник.

12. Размотрите радно окружење

Серво погони су инсталирани унутар контролних панела, али окружење је и даље важно.

Проверите следеће:

Температура околине
Влажност
Вибрације
Прашина
Уљна магла
Корозивни гас
Панелна вентилација
Размак за инсталацију
Уземљење и контрола буке

На пример, опште спецификације Омроновог 1S уређаја укључују радну температуру околине од 0 до 55°C и влажност до максимума 90%, без кондензације.

Не инсталирајте серво погон у препун ормар без довољног одвођења топлоте. Чак и ако је избор модела исправан, лоша инсталација може скратити век трајања.

13. Будите опрезни са заменским и укинутим моделима

Многи купци траже Омрон серво погоне јер је стара машина стала са радом, а оригинални погон је тешко пронаћи.

У овој ситуацији, не журите да купите модел који вам је “најближи”.

Провери:

Тачан модел погона
Тачан модел мотора
Улазни напон
Излазна снага
Метода контроле
Тип енкодера
Опција кочнице
Компатибилност фирмвера или параметара
Величина за монтажу
Компатибилност каблова
Модел контролера
Захтеви машинског програма

Неки модели за замену могу захтевати промене параметара или замену кабла. Неки можда уопште нису директне замене.

Ако се производња обустави, најбрже решење је често пронаћи исти оригинални модел на лагеру. Ако се оригинални модел више не производи или није доступан, онда треба проверити план замене са довољно техничких детаља.

14. Пазите на обновљене серво погоне

Омрон серво погони се користе у многим фабрикама, тако да на тржишту има и много половних или реновираних јединица.

За неке купце, јефтин, реновиран диск може изгледати привлачно. Али у стварним инжењерским пројектима, ризик може бити много већи од уштеде.

Могући проблеми укључују:

Краћи преостали век трајања
Скривена историја аларма
Нестабилне перформансе
Оштећени терминали
Поправљене унутрашње плоче
Нема поуздане гаранције
Погрешне ознаке или промењени делови
Квар након инсталације

За производне машине, владине пројекте, извозну опрему или хитно одржавање, нови оригинални производи су обично безбеднији.

Ово је посебно важно за менаџере набавке којима је потребно да заштите своју компанију од каснијих рекламација у вези са квалитетом.

15. Практична контролна листа за избор Omron серво погона

Пре него што потврдите употребу Omron серво погона, проверите следеће тачке:

Модел серво мотора
Модел серво погона
Називна излазна снага
Улазни напон и фаза
Метода контроле
Тип енкодера
Захтев за кочнице
Безбедносна функција
Компатибилност каблова
Модел контролера
Учитавање апликације
Захтев за регенерацију
Инсталационо окружење
Нови дизајн или пројекат замене
Доступност и време испоруке
Гаранција и стање производа

Ако можете јасно да одговорите на ова питања, ризик од избора погрешног серво погона биће знатно мањи.

16. Пример: Избор погона за машину за паковање

Рецимо да градите или одржавате машину за паковање.

Машина има неколико оса: довод, сечење, заптивање и позиционирање. Кретање мора бити прецизно, брзо и поновљиво. Ако је контролер Omron NJ или NX систем који користи EtherCAT, 1S EtherCAT серво систем може бити одговарајући смер.

Али ипак морате проверити сваку осу посебно.

Осовина храњења може захтевати брз одзив.
Оса сечења може захтевати прецизну синхронизацију.
Вертикална оса може захтевати кочницу.
Осовина са високом инерцијом може захтевати преглед регенерације.
Безбедносни дизајн може захтевати STO или напредније безбедносне функције.

Због тога једна машина може користити неколико серво погона са различитим номиналним снагама, чак и ако припадају истој Omron серво породици.

Добар избор серво мотора није само усклађивање производа. То је усклађивање са применом.

17. Уобичајене грешке при избору Омрон серво погона

Једна уобичајена грешка је избор само по снази.

Погон од 750 W није аутоматски исправан само зато што је мотор од 750 W. Серија, напон, командни интерфејс и енкодер такође морају да се подударају.

Још једна грешка је игнорисање контролера.

Ако PLC или контролер кретања емитује импулсне сигнале, погон само са EtherCAT-ом неће бити директна замена.

Трећа грешка је заборављање моторне кочнице.

Ово је посебно ризично за вертикалне осе. Ако оригинални мотор има кочницу, замену треба пажљиво проверити.

Још један чест проблем је куповина диска, али заборављање каблова.

За хитне пројекте, ово може проузроковати озбиљна кашњења. Диск може брзо да стигне, али машина и даље не може да ради јер недостаје кабл.

Коначно, многи купци потцењују ризик реновираних производа.

Серво погони су прецизне компоненте кретања. Ниска цена није корисна ако се машина поново заустави након инсталације.

18. Када треба да замолите добављача да вам помогне у провери модела?

Требало би да затражите помоћ када:

Оригинални модел је престао да се производи
Имаш само модел мотора
Имате само модел погона
Машина користи старији Омрон систем
Нисте сигурни у вези са EtherCAT-ом или импулсном контролом
Осовина има кочницу
Пројекат је хитан
Потребна вам је замена, али не желите да мењате ожичење
Купујете за машину купца и не можете ризиковати

Професионални добављач не би требало само да понуди цену. Требало би да вам помогне да проверите да ли је модел одговарајући, да ли је производ нов и оригиналан и да ли је потребна додатна опрема доступна.

За тимове за набавку, ово штеди време комуникације са инжењерима. За инжењере, смањује се ризик од доласка погрешних делова на локацију.