Kako odabrati Omron servo pogon

Video sam mnogo kupaca kako počinju jednostavnim pitanjem:

“Možete li ovo ponuditi Omron servo pogon?”

Ali nakon provere aplikacije, često otkrijemo da je pogon samo jedan deo celog servo sistema. Ako se motor, kontroler, kabl ili metod komunikacije ne podudaraju, mašina možda neće raditi ispravno čak i ako je sam pogon potpuno nov.

Ovaj vodič objašnjava kako na praktičan način odabrati Omron servo pogon, posebno za inženjere, timove za održavanje i menadžere nabavke kojima je potrebno da izbegnu skupe greške.

Omronove pozicije servomotori i servo drajveri za brze, visokoprecizne kontrolne aplikacije, a neki modeli su dostupni sa ugrađenom EtherCAT komunikacijom.

1. Počnite sa mašinom, a ne sa diskom

Prvi korak nije pitanje: “Koji je servo pogon jeftiniji?”

Bolje pitanje je:

“Šta je mašini potrebno da bi ova osa radila?”

Servo pogon kontroliše motor, ali motor mora da pokreće stvarno opterećenje. To znači da prvo treba da razumete mehaničke zahteve:

Kolika je težina tereta?
Koliko brzo treba da se kreće?
Koliko brzo treba da ubrza i zaustavi se?
Da li je osa horizontalna ili vertikalna?
Da li je potrebna visoka tačnost pozicioniranja?
Da li postoji menjač, kuglični vijak, kaiš, rotacioni sto ili direktna spojnica?
Koliko često se pokret ponavlja?

Za novi dizajn mašine, dimenzionisanje motora bi obično trebalo da bude pre izbora pogona. Omronov alat za dimenzionisanje motora je dizajniran da pomogne u izboru odgovarajućeg motora i pogona na osnovu mehaničke strukture, načina rada, mase, prenosnog odnosa, inercije i proračuna obrtnog momenta.

Za zamenu ili održavanje, postupak je drugačiji. Obično počinjete od postojećeg broja modela na natpisnoj pločici servo pogona ili motora. U tom slučaju, najbezbedniji pristup je da proverite tačan model, napajanje, kompatibilnost motora i kablovsku vezu pre kupovine.

2. Prvo potvrdite servo motor

U većini Omron servo sistemi, servo pogon treba odabrati prema servo motoru.

Motor određuje potrebnu izlaznu snagu, kompatibilnost enkodera, nominalnu brzinu, opciju kočnice, tip inercije i tip konektora. Ako se motor i pogon ne podudaraju, možete se suočiti sa greškama u podešavanju, komunikacijskim greškama, problemima sa enkoderom ili nestabilnim kretanjem.

Na primer, ako vaš motor ima 400 W, obično vam je potreban kompatibilan pogon od 400 W iz iste porodice servo motora. Ako motor ima kočnicu, pogon i ožičenje moraju pravilno podržavati kolo kočenja. Ako motor koristi apsolutni enkoder, pogon mora podržavati taj tip enkodera.

Za novi dizajn, prvo izaberite motor na osnovu zahteva za obrtni moment i brzinu. Zatim izaberite odgovarajući pogon.

Za projekat zamene, proverite obe oznake:

Model servo pogona: obično počinje sa R88D
Model servo motora: obično počinje sa R88M

Kupac može poslati samo model pogona, ali za tačnu potvrdu, model motora je često podjednako važan.

3. Izaberite pravu seriju servo uređaja Omron

Omron ima različite porodice servo motora, a pravi izbor zavisi od generacije mašine, platforme kontrolera i zahteva primene.

Za moderne Omron sisteme kretanja, serija 1S se široko koristi za naprednu kontrolu mašina. Omron opisuje 1S servo sistem kao dizajniran za poboljšani dizajn mašina, instalaciju, puštanje u rad i održavanje, sa karakteristikama kao što su enkoder visoke rezolucije, apsolutni višeokretni enkoder bez baterija, poboljšana kontrola petlje i ugrađene bezbednosne funkcije.

Serija 1S pokriva raspon snage od 50 W do 15 kW i uključuje 23-bitni enkoder visoke rezolucije i apsolutni višeokretni enkoder bez baterija.

Serija G5 je još jedna važna Omron servo porodica. Često se nalazi u postojećoj opremi i projektima zamene. G5 pogoni su dostupni u različitim tipovima komandi, uključujući EtherCAT komunikaciju i analogno/impulsne modele. Omron-ova G5 analogno/impulsna porodica pogona uključuje modele sa rotacionim motorima od 50 W do 15 kW i potpunom podrškom za enkoder zatvorene petlje.

Jednostavno rečeno:

Koristite 1S seriju kada radite sa novijim Omron Sysmac mašinama, EtherCAT kontrolom kretanja, povratnim informacijama visoke rezolucije i modernim bezbednosnim zahtevima.

Koristite G5 seriju kada zamenjujete postojeće G5 sisteme, održavate stariju opremu ili radite sa aplikacijama za analogno/impulsno upravljanje.

Koristite potpuno isti postojeći model kada mašina već radi i potrebna vam je samo zamena. U održavanju, kompatibilnost je važnija od povremene “nadogradnje”.

4. Proverite metod kontrole

Ovo je jedna od najvažnijih tačaka.

Servo pogon mora da odgovara metodi komandovanja kontrolera. Ako je metod upravljanja pogrešan, pogon se može uključiti, ali neće raditi sa vašim PLC-om ili kontrolerom kretanja.

Uobičajene metode kontrole uključuju:

EtherCAT
Ovo je uobičajeno kod novijih Omron sistema za kretanje, posebno kada se koriste NJ/NX mašinski kontroleri i Sysmac Studio. Pogodan je za sinhronizovano upravljanje više osovina i automatizaciju mašina visokih performansi.

Ulaz impulsnog niza
Ovo je uobičajeno u mnogim tradicionalnim PLC aplikacijama za pozicioniranje. Kontroler šalje impulsne i smerne signale servo pogonu.

Analogni ulaz
Ovo se često koristi za kontrolu brzine ili obrtnog momenta u nekim starijim ili posebnim sistemima.

Pre nego što izaberete pogon, proverite koji izlaz pruža vaš kontroler. EtherCAT servo pogon ne može jednostavno zameniti pogon sa impulsnim ulazom, osim ako se i sistem upravljanja ne promeni.

Na primer, Omronovi 1S servo pogoni su dostupni sa ugrađenom EtherCAT komunikacijom, dok G5 modeli uključuju opcije analognog/impulsnog pogona.

Zato su sufiksi modela važni. Dva servo pogona mogu izgledati slično po snazi, ali njihov komandni interfejs može biti potpuno različit.

5. Uskladite napon napajanja

Napajanje je još jedno područje gde kupci često prave greške.

Omron servo pogoni mogu biti dizajnirani za različite ulazne napone, kao što su 100 VAC, 200 VAC, 400 VAC ili 480 VAC, u zavisnosti od regiona i serije modela.

Na primer, Omronova 1S EtherCAT linija uključuje jednofazne modele od 100 VAC, jednofazne/trofazne modele od 200 VAC, trofazne modele od 200 VAC i trofazne modele od 400 VAC različitih nominalnih snaga.

Ako je tabla vaše mašine projektovana za 200 VAC, nemojte birati pogon od 400 VAC samo zato što nazivna snaga izgleda ispravno. Klasa napona mora odgovarati električnom dizajnu mašine.

Uvek proverite:

Ulazni napon
Jednofazno ili trofazno napajanje
Nazivna izlazna snaga
Regionalni standard napona
Dizajn kontrolnog ormara
Postojeće ožičenje i zaštitni uređaji

Za zamenu, najbezbedniji metod je tačno usklađivanje sa originalnom klasom napona.

6. Izaberite ispravnu izlaznu snagu

Snaga servo pogona se obično bira prema snazi servo motora.

Motor od 400 W generalno zahteva kompatibilan pogon od 400 W. Motor od 1,5 kW zahteva kompatibilan pogon od 1,5 kW. Ali to ne znači da je snaga jedina stvar koju treba proveriti.

Takođe treba da uzmete u obzir:

Zahtev za vršni obrtni moment
Vreme ubrzanja i usporavanja
Inercija opterećenja
Radni ciklus
Energija regeneracije
Mehaničko trenje
Uslovi vertikalnog opterećenja
Margina bezbednosti

Uobičajena greška je izbor pogona samo na osnovu snage motora, dok se ignorišu uslovi vršnog opterećenja. Sistem može da radi tokom testiranja, ali da otkaže tokom brzog ubrzanja, hitnog zaustavljanja ili kontinuirane proizvodnje.

Ako mašina ima česte cikluse pokretanja i zaustavljanja, veliku inerciju ili vertikalno podizanje, izbor treba pažljivije razmotriti.

7. Proverite tip enkodera i zahteve za povratnu spregu

Enkoder je uređaj za povratnu spregu koji govori servo pogonu položaj i brzinu motora.

Za aplikacije pozicioniranja, kompatibilnost enkodera je ključna.

Omronova 1S serija uključuje 23-bitni enkoder visoke rezolucije i apsolutni višeokretni enkoder bez baterija, što pojednostavljuje održavanje jer nije potrebna rezervna baterija za apsolutno zadržavanje položaja.

Za starije sisteme, možete videti i konfiguracije inkrementalnog ili apsolutnog enkodera u zavisnosti od serije motora.

Pre nego što izaberete disk, potvrdite:

Da li je motor inkrementalni ili apsolutni?
Da li je sistemu potrebno apsolutno pozicioniranje nakon isključivanja napajanja?
Da li je potrebna baterija?
Da li postojeći kontroler očekuje podatke o apsolutnoj poziciji?
Da li je kabl enkodera kompatibilan?

Ako menjate pogon u postojećoj mašini, nemojte menjati tip enkodera slučajno. To može uticati na usmeravanje ka vratima, pozicioniranje i podešavanja kontrolera.

8. Odlučite da li je kočnica potrebna

Kočnica motora se ne koristi za zaustavljanje motora tokom normalnog kretanja. Uglavnom se koristi za držanje ose kada je napajanje isključeno ili kada je servo onemogućen.

Kočioni motori su uobičajeni u:

Vertikalne ose
Mehanizmi za podizanje
Primene Z-ose
Držanje rasprema
Roboti ili sistemi za rukovanje
Mašine kod kojih je pad tereta opasan

Ako vam je osa vertikalna, trebalo bi da obratite posebnu pažnju na zahtev za kočenje.

Motor bez kočnice može biti jeftiniji, ali može biti nebezbedan ili nepogodan za vertikalna opterećenja. Motor sa kočnicom takođe zahteva ispravno ožičenje i konfiguraciju pogona.

Prilikom zamene postojećeg sistema, proverite da li model motora uključuje opciju kočnice. Nemojte pretpostavljati da je kočnica opcionalna samo zato što mašina “obično zaustavlja servo upravljanje”.”

9. Pregled bezbednosnih zahteva

Bezbednost postaje sve važnija u dizajnu modernih mašina.

Za mnoge primene, bezbedno isključivanje obrtnog momenta, ili STO, sada je uobičajeni zahtev. Nekim mašinama su takođe potrebne naprednije bezbednosne funkcije u zavisnosti od procene rizika mašine.

Omron navodi da serija 1S uključuje ugrađene bezbednosne funkcije, uključujući žičano bezbedno isključivanje obrtnog momenta i bezbednost preko EtherCAT-a koristeći FSoE.

Omron je takođe izdao 1S seriju AC servo sistema sa bezbednosnom funkcionalnošću koja pruža osam bezbednosnih funkcija koje zadovoljavaju zahteve nivoa PLe/SIL3.

Za jednostavne mašine, STO može biti dovoljan. Za naprednije mašine, posebno mašine za pakovanje, robotiku, rukovanje materijalom ili opremu koja se prodaje u Evropi, bezbednosne funkcije treba pažljivo proveriti.

Ne birajte servo pogon samo na osnovu snage ako mašina zahteva sertifikovanu bezbednosnu funkciju.

10. Ne zaboravite kablove i konektore

Servo pogon se retko koristi sam.

Možda će vam trebati i:

Kabl za napajanje
Kabl enkodera
Sajla kočnice
I/O konektor
Komunikacioni kabl
Dodatna oprema za enkoder sa baterijama ili bez baterija
Regenerativni otpornik
Filter za šum
Reaktor
Montažni pribor

Za projekte zamene, kablovi može postati skriveni problem. Novi disk možda neće prihvatiti stari kablovski konektor, posebno ako prelazite sa jedne serije na drugu.

Pre naručivanja, proverite da li kupujete samo pogon ili kompletan servo set.

Za hitno održavanje, zamena samo neispravnog pogona može biti dovoljna. Za novu mašinu, bolje je zajedno pripremiti motor, pogon, kablove i prateću dodatnu opremu.

11. Proverite zahteve za regeneraciju

Regeneracija se dešava kada motor uspori ili kada vertikalno opterećenje pokrene motor unazad. Energija se vraća u pogon. Ako je regenerisana energija previsoka, sistemu će možda biti potreban otpornik za regeneraciju.

Primene sa većim rizikom od regeneracije uključuju:

Vertikalne ose
Velika inercijska opterećenja
Brzo usporavanje
Često pokretanje kretanja i zaustavljanja
Rotacioni stolovi
Sistemi za pozicioniranje sa dugim hodom

Ako se regeneracija ignoriše, mašina može da aktivira alarme prenapona ili da se neočekivano zaustavi tokom rada.

Kada aplikacija ima veliko opterećenje ili česta usporavanja, proverite da li je potreban spoljni regenerativni otpornik.

12. Razmotrite radno okruženje

Servo pogoni su instalirani unutar kontrolnih panela, ali okruženje je i dalje važno.

Proverite sledeće:

Temperatura okoline
Vlažnost
Vibracije
Prašina
Uljna magla
Korozivni gas
Panelna ventilacija
Razmak za instalaciju
Uzemljenje i kontrola buke

Na primer, opšte specifikacije Omronovog 1S uređaja uključuju radnu temperaturu okoline od 0 do 55°C i vlažnost do maksimuma 90%, bez kondenzacije.

Ne instalirajte servo pogon u prepun ormar bez dovoljnog odvođenja toplote. Čak i ako je izbor modela ispravan, loša instalacija može skratiti vek trajanja.

13. Budite oprezni sa zamenskim i ukinutim modelima

Mnogi kupci traže Omron servo pogone jer je stara mašina stala sa radom, a originalni pogon je teško pronaći.

U ovoj situaciji, ne žurite da kupite model koji vam je “najbliži”.

Proveri:

Tačan model pogona
Tačan model motora
Ulazni napon
Izlazna snaga
Metoda kontrole
Tip enkodera
Opcija kočnice
Kompatibilnost firmvera ili parametara
Veličina za montažu
Kompatibilnost kablova
Model kontrolera
Zahtevi mašinskog programa

Neki modeli za zamenu mogu zahtevati promene parametara ili zamenu kabla. Neki možda uopšte nisu direktne zamene.

Ako se proizvodnja obustavi, najbrže rešenje je često pronaći isti originalni model na lageru. Ako se originalni model više ne proizvodi ili nije dostupan, onda treba proveriti plan zamene sa dovoljno tehničkih detalja.

14. Pazite na obnovljene servo pogone

Omron servo pogoni se koriste u mnogim fabrikama, tako da na tržištu ima i mnogo polovnih ili renoviranih jedinica.

Za neke kupce, jeftin, renoviran disk može izgledati privlačno. Ali u stvarnim inženjerskim projektima, rizik može biti mnogo veći od uštede.

Mogući problemi uključuju:

Kraći preostali vek trajanja
Skrivena istorija alarma
Nestabilne performanse
Oštećeni terminali
Popravljene unutrašnje ploče
Nema pouzdane garancije
Pogrešne oznake ili promenjeni delovi
Kvar nakon instalacije

Za proizvodne mašine, vladine projekte, izvoznu opremu ili hitno održavanje, novi originalni proizvodi su obično bezbedniji.

Ovo je posebno važno za menadžere nabavke kojima je potrebno da zaštite svoju kompaniju od kasnijih reklamacija u vezi sa kvalitetom.

15. Praktična kontrolna lista za izbor Omron servo pogona

Pre nego što potvrdite upotrebu Omron servo pogona, proverite sledeće tačke:

Model servo motora
Model servo pogona
Nazivna izlazna snaga
Ulazni napon i faza
Metoda kontrole
Tip enkodera
Zahtev za kočnice
Bezbednosna funkcija
Kompatibilnost kablova
Model kontrolera
Učitavanje aplikacije
Zahtev za regeneraciju
Instalaciono okruženje
Novi dizajn ili projekat zamene
Dostupnost i vreme isporuke
Garancija i stanje proizvoda

Ako možete jasno da odgovorite na ova pitanja, rizik od izbora pogrešnog servo pogona biće znatno manji.

16. Primer: Izbor pogona za mašinu za pakovanje

Recimo da gradite ili održavate mašinu za pakovanje.

Mašina ima nekoliko osa: dovod, sečenje, zaptivanje i pozicioniranje. Kretanje mora biti precizno, brzo i ponovljivo. Ako je kontroler Omron NJ ili NX sistem koji koristi EtherCAT, 1S EtherCAT servo sistem može biti odgovarajući smer.

Ali ipak morate proveriti svaku osu posebno.

Osovina hranjenja može zahtevati brz odziv.
Osa sečenja može zahtevati preciznu sinhronizaciju.
Vertikalna osa može zahtevati kočnicu.
Osovina sa visokom inercijom može zahtevati pregled regeneracije.
Bezbednosni dizajn može zahtevati STO ili naprednije bezbednosne funkcije.

Zbog toga jedna mašina može koristiti nekoliko servo pogona sa različitim nominalnim snagama, čak i ako pripadaju istoj Omron servo porodici.

Dobar izbor servo motora nije samo usklađivanje proizvoda. To je usklađivanje sa primenom.

17. Uobičajene greške pri izboru Omron servo pogona

Jedna uobičajena greška je izbor samo po snazi.

Pogon od 750 W nije automatski ispravan samo zato što je motor od 750 W. Serija, napon, komandni interfejs i enkoder takođe moraju da se podudaraju.

Još jedna greška je ignorisanje kontrolera.

Ako PLC ili kontroler kretanja emituje impulsne signale, pogon samo sa EtherCAT-om neće biti direktna zamena.

Treća greška je zaboravljanje motorne kočnice.

Ovo je posebno rizično za vertikalne ose. Ako originalni motor ima kočnicu, zamenu treba pažljivo proveriti.

Još jedan čest problem je kupovina diska, ali zaboravljanje kablova.

Za hitne projekte, ovo može prouzrokovati ozbiljna kašnjenja. Disk može brzo da stigne, ali mašina i dalje ne može da radi jer nedostaje kabl.

Konačno, mnogi kupci potcenjuju rizik renoviranih proizvoda.

Servo pogoni su precizne komponente kretanja. Niska cena nije korisna ako se mašina ponovo zaustavi nakon instalacije.

18. Kada treba da zamolite dobavljača da vam pomogne u proveri modela?

Trebalo bi da zatražite pomoć kada:

Originalni model je prestao da se proizvodi
Imaš samo model motora
Imate samo model pogona
Mašina koristi stariji Omron sistem
Niste sigurni u vezi sa EtherCAT-om ili impulsnom kontrolom
Osovina ima kočnicu
Projekat je hitan
Potrebna vam je zamena, ali ne želite da menjate ožičenje
Kupujete za mašinu kupca i ne možete rizikovati

Profesionalni dobavljač ne bi trebalo samo da ponudi cenu. Trebalo bi da vam pomogne da proverite da li je model odgovarajući, da li je proizvod nov i originalan i da li je potrebna dodatna oprema dostupna.

Za timove za nabavku, ovo štedi vreme komunikacije sa inženjerima. Za inženjere, smanjuje se rizik od dolaska pogrešnih delova na lokaciju.