Automatizarea industrială se îndreaptă către o eficiență mai mare a producției, o precizie de poziționare mai strictă și arhitecturi de mașini mai flexibile. Pe măsură ce producătorii modernizează echipamente CNC, sisteme de ambalare, mașini textile, echipamente de imprimare și linii de producție automate, tehnologia servo a devenit o parte importantă a controlului modern al mișcării.
Printre diferitele clase de putere servo disponibile astăzi,Servomotor AC de 2 kWocupă o poziție importantă între automatizarea compactă și mișcarea industrială cu sarcină mai mare. Ele pot fi utilizate pentru axe individuale de avans, mecanisme de poziționare, echipamente de înfășurare, sisteme de tăiere, unități de indexare și alte aplicații în care este necesar un control precis al poziției, vitezei și cuplului.
Pentru OEM și integratori de sisteme, selectarea unui furnizor de servo implică mai mult decât compararea puterii nominale. Tehnologia codificatorului, modurile de control, interfețele de comunicare, funcțiile de reglare, compatibilitatea motorului, funcțiile de protecție și suportul tehnic pot afecta performanța finală a mașinii.
Acest articol trece în revistă cinci producători care merită luați în considerare atunci când se aprovizionează cu un servosistem de clasă 2kW pentru automatizarea industrială. Clasamentul nu este într-o ordine anume. Scopul este de a oferi o comparație practică a capabilităților produsului, adecvarea aplicațiilor și considerentele furnizorilor, mai degrabă decât să pretindă un clasament oficial al cotei de piață globală.
Introducere: Rolul în creștere al sistemelor servo de 2 kW în automatizare
Sistemele servo sunt concepute pentru aplicații în care un motor trebuie să răspundă cu precizie la comenzi menținând în același timp poziția, viteza sau cuplul controlate. Spre deosebire de controlul de bază al motorului, un sistem servo utilizează continuu feedback pentru a compara mișcarea comandată cu mișcarea reală a motorului și ajustează funcționarea în consecință.
Această abordare în buclă închisă face ca tehnologia servo să fie potrivită pentru mașinile unde repetabilitate și răspunsul dinamic sunt importante.
Clasa de 2 kW este deosebit de utilă deoarece poate acoperi multe cerințe de mișcare de putere medie fără a trece automat într-o categorie de acționare mult mai mare. În funcție de motor, transmisie mecanică și ciclu de funcționare, sistemele din jurul acestui nivel de putere pot fi utilizate pentru:
- Axe CNC de avans și poziționare
- Mecanisme de ambalare și etichetare
- Echipamente de alimentare si bobinare textile
- Mașini de imprimat
- Echipamente de asamblare automată
- Sisteme de manipulare a materialelor
- Mecanisme de tăiere și indexare
Cerința reală variază de la mașină la mașină. O axă ușoară care rulează la viteză mare poate avea cerințe diferite față de o axă mai lentă care mișcă o sarcină mare. Din acest motiv, puterea nominală trebuie luată în considerare împreună cu cuplul, viteza, inerția și accelerația.
Pentru cumpărătorii internaționali, un alt factor important este capacitatea furnizorului. Un servomotor nu este o componentă izolată. Motorul, codificatorul, controlerul, interfața de comunicare și mecanica mașinii trebuie să funcționeze împreună.
De ce sistemele servo de 2 kW sunt utilizate pe scară largă în echipamentele industriale
Popularitatea acestui interval de putere vine din capacitatea sa de a aborda o mare varietate de cerințe de mișcare industrială.
Poziționarea și precizia mișcării
Multe mașini automate necesită o axă pentru a ajunge la o poziție țintă în mod repetat. Acesta poate include un cap de tăiere, un alimentator, un mecanism de indexare sau o axă de avans CNC.
Feedback-ul servo permite controlerului să monitorizeze mișcarea motorului și să compenseze abaterile. Precizia necesară depinde de structura mecanică, rezoluția codificatorului, componentele transmisiei și reglarea controlului.
Pentru aplicațiile în care repetabilitatea poziționării este importantă, inginerii ar trebui, prin urmare, să evalueze întregul lanț de mișcare, mai degrabă decât să se concentreze doar pe puterea motorului.
Cerințe de viteză și cuplu
Un servosistem poate funcționa într-o gamă largă de viteze în timp ce manipulează sarcini mecanice în schimbare. Accelerația și decelerația pot crea cerințe de cuplu de scurtă durată care sunt semnificativ diferite de condițiile de funcționare continuă.
Acest lucru este relevant în special pentru echipamentele de ambalare, tăiere și indexare, unde motorul poate accelera, opri și inversa în mod repetat.
Un sistem selectat corect ar trebui să ofere un cuplu continuu suficient, în timp ce gestionează cerințele de vârf fără stres termic excesiv sau funcționare instabilă.
Aplicații cu o singură axă și cu mai multe axe
Unele mașini necesită doar control independent al unei axe majore de mișcare, în timp ce altele coordonează mai multe axe simultan.
O configurație cu o singură axă poate simplifica cablarea și întreținerea atunci când controlul independent al axei este suficient. Sistemele cu mai multe axe pot fi mai potrivite atunci când este necesară o mișcare sincronizată.
Prin urmare, selecția ar trebui să ia în considerare nu numai cerința de putere, ci și arhitectura controlerului mașinii și a rețelei de comunicații.
Factori cheie de luat în considerare atunci când alegeți un producător de servo
O comparație bună cu furnizorii ar trebui să înceapă cu compatibilitatea tehnică.
Putere nominală și cuplu
Puterea nominală oferă un punct de pornire util, dar nu determină dacă un servosistem este potrivit pentru o anumită mașină.
Inginerii ar trebui să calculeze cuplul continuu, cuplul maxim, viteza maximă și cerințele de accelerație. Ar trebui luată în considerare și inerția sarcinii, deoarece o nepotrivire mare între inerția motorului și sarcina mașinii poate face reglarea mai dificilă.
Tehnologia de codificare și feedback
Feedback-ul este una dintre cele mai importante diferențe dintre sistemele servo.
Codificatoarele incrementale pot furniza informații de poziție pentru multe aplicații convenționale, în timp ce codificatoarele absolute pot păstra informații de poziție mai complete și pot fi avantajoase în mașinile unde poziționarea la pornire este importantă.
Rezoluția codificatorului ar trebui, de asemenea, evaluată împreună cu transmisia mecanică și precizia de poziționare necesară.
Moduri de control
Aplicații diferite pot necesita strategii de control diferite.
Controlul poziției este folosit în mod obișnuit pentru indexare și poziționare. Controlul vitezei poate fi util pentru sistemele de alimentare și înfășurare. Controlul cuplului poate fi mai important pentru aplicațiile legate de tensiune.
O platformă servo flexibilă ar trebui să permită inginerilor să aleagă un mod de control adecvat, mai degrabă decât să forțeze fiecare mașină în aceeași configurație.
Interfețe de comunicare
Cerințele de comunicare depind de arhitectura mașinii.
Controlul bazat pe puls poate fi potrivit pentru comenzi de mișcare relativ simple. Comunicațiile de tip RS485 și Modbus pot suporta comunicarea parametrilor și a stării, în timp ce sistemele Ethernet industrial și fieldbus pot fi utile pentru automatizarea coordonată.
Interfața de comunicație trebuie verificată întotdeauna cu PLC-ul, controlerul de mișcare și rețeaua existentă din fabrică.
Funcții de protecție și reglare
Funcțiile de protecție ajută unitatea să răspundă la condiții anormale de funcționare, cum ar fi supracurent, supratensiune, supraîncălzire sau defecțiuni de feedback.
Funcțiile de reglare sunt la fel de importante, deoarece performanța servo depinde în mare măsură de modul în care controlerul răspunde la sarcina mecanică.
Producători de top de 5 2kW AC Servomotor Drive Controller
Următorii cinci producători reprezintă abordări diferite ale tehnologiei servo industriale. Clasamentul nu este într-o ordine anume.
Zhejiang Tonghang E-Drive Technology Co., Ltd.
Zhejiang Tonghang E-Drive Technology Co., Ltd.se concentrează pe servomotoare și servomotoare pentru automatizarea industrială și oferă produse din diferite clase de putere și arhitecturi de control.
Servomotor cu o singură axă de 2 kW de la Tonghang este specificat cu o putere de ieșire de 2000 W și o intrare trifazată de 220 V AC. Specificațiile publicate listează modurile de control al poziției, vitezei, JOG și cuplului, împreună cu intrările de comandă analogică și impuls. Opțiunile de feedback includ codificatoare incrementale de 2500 de linii și encodere absolute pe 17/23 de biți, în timp ce RS485 este furnizat pentru monitorizarea parametrilor.
Arhitectura produsului folosește un nucleu de control DSP și un modul inteligent de alimentare IPM. Tonghang enumeră, de asemenea, protecția împotriva supratensiunii, supracurentului, supraîncălzirii și subtensiunii, împreună cu un circuit de pornire ușoară.
Pentru clienții OEM, portofoliul mai larg de servo este de asemenea relevant. Gama de produse Tonghang include T3, T5A, EtherCAT, CANopen și alte platforme servo, permițând cumpărătorilor să ia în considerare diferite configurații de feedback și comunicare în funcție de arhitectura mașinii.
Informațiile despre produse de 2 kW ale companiei identifică prelucrarea și rutarea CNC, ambalarea și etichetarea, asamblarea automată și echipamentele textile și de imprimare printre domeniile de aplicare.
Acest lucru face ca Tonghang să fie deosebit de relevant pentru producătorii de mașini care caută un furnizor cu sediul în China care poate evalua potrivirea motoarelor și a motoarelor ca parte a aceluiași proiect. Pentru achizițiile OEM, factori precum cerințele de comunicare, selecția codificatorului, sarcina mașinii și metoda de control pot fi discutați înainte de configurarea finală.
Yaskawa
Yaskawa este un producător global de control al mișcării, cu familia Sigma-7 care acoperă servoamplificatoare, servomotoare rotative, motoare cu angrenaje, motoare cu acționare directă și produse servo liniare.
Portofoliul Sigma-7 include SERVOPACK-uri cu o singură axă care acoperă o gamă largă de puteri. Yaskawa oferă, de asemenea, diferite configurații de interfață și comunicații pentru constructorii de mașini care lucrează cu diferite arhitecturi de automatizare.
Una dintre caracteristicile notabile ale platformei Sigma-7 este concentrarea pe reglarea servo și performanța mișcării. Yaskawa oferă funcții legate de reglarea automată, suprimarea vibrațiilor, compensarea frecării și alte tehnologii de control.
Gama largă de produse permite constructorilor de mașini să selecteze diferite configurații de motor și amplificator pentru diferite axe în cadrul aceleiași mașini. Acest lucru poate fi util pentru echipamentele care conțin atât mecanisme de sarcină mică, cât și mecanisme de sarcină mai mare.
Prin urmare, Yaskawa merită luată în considerare pentru cumpărătorii care acordă prioritate unui ecosistem matur de control al mișcării, disponibilitatea largă a produselor și instrumentele de inginerie consacrate.
Mitsubishi Electric
Mitsubishi Electric oferă tehnologie servo prin familia de produse MELSERVO și integrează controlul mișcării în portofoliul său mai larg de automatizări din fabrică.
Gama MELSERVO-J5 include servoamplificatoare pentru diferite clase de tensiune și arhitecturi de comunicație. Mitsubishi Electric oferă, de asemenea, servomotoare, controlere și produse de automatizare aferente, concepute pentru a funcționa împreună în ecosistemul său de automatizare industrială.
O caracteristică importantă a platformei este concentrarea pe controlul mișcării de mare viteză și pe funcțiile de reglare automată. Aceste funcții pot ajuta inginerii să configureze performanța servo în funcție de caracteristicile mașinii.
Mitsubishi Electric poate fi deosebit de atractiv pentru OEM-urile care folosesc deja PLC-uri Mitsubishi, HMI-uri și alte componente de automatizare din fabrică. Menținerea controlerului, a rețelei și a sistemului servo în același ecosistem poate simplifica integrarea sistemului.
Pentru cumpărătorii care compară produsele Mitsubishi cu alți furnizori, modelul exact de amplificator, tensiunea de intrare, interfața de comunicare, configurația codificatorului și cerințele de siguranță ar trebui verificate înainte de selecție.
Siemens
Siemens abordează mișcarea servo din perspectiva unui ecosistem mai larg de automatizare industrială. Portofoliul său SINAMICS acoperă variații și produse de control al mișcării pentru diferite cerințe ale mașinii.
Servosistemul SINAMICS S210 este proiectat pentru aplicații de mișcare și este destinat să lucreze îndeaproape cu platformele de automatizare Siemens. Poziția sa în cadrul familiei SINAMICS îl face relevant pentru constructorii de mașini care doresc control servo integrat cu funcții PLC, mișcare și rețele industriale.
Un avantaj al abordării Siemens este compatibilitatea ecosistemelor. OEM-urile care folosesc deja echipamente de automatizare Siemens pot beneficia de păstrarea unității, controlerului, software-ului de inginerie și arhitecturii de comunicații în cadrul aceleiași platforme.
Pentru o aplicație de clasa 2 kW, cumpărătorii ar trebui să verifice configurația exactă a S210, selecția motorului, tensiunea de intrare, configurarea comunicațiilor și cerințele de siguranță, mai degrabă decât să selecteze un model bazat exclusiv pe puterea nominală.
Acest lucru este deosebit de important pentru proiectele internaționale de mașini, deoarece standardele electrice, designul cabinetului și arhitectura de rețea pot diferi între piețe.
Leadshine Technology Co., Ltd.
Leadshine furnizează produse de control al mișcării care acoperă servomotoare, servomotoare, sisteme pas cu pas și produse de control aferente.
Produsele sale servo de 2000 W oferă mai multe moduri de control și sunt proiectate pentru aplicații industriale de mișcare. În funcție de serie și configurație, sistemele servo Leadshine pot suporta controlul poziției, vitezei și cuplului împreună cu diferite metode de comandă și comunicare.
Leadshine oferă, de asemenea, funcții menite să îmbunătățească răspunsul servo, controlul vibrațiilor și stabilitatea mișcării. Portofoliul său mai larg de produse oferă constructorilor de mașini posibilitatea de a compara tehnologiile servo și stepper în funcție de cerințele aplicației.
Compania poate fi relevantă pentru OEM și integratorii de control al mișcării care doresc un furnizor cu experiență în mai multe tehnologii de mișcare.
Ca și în cazul celorlalți producători, selecția finală ar trebui să se bazeze pe cerințele reale ale mașinii, inclusiv sarcina, viteza, codificatorul, arhitectura de comunicație și control.
Comparația celor cinci producători de servomotoare
Cei cinci producători au puncte forte diferite, așa că cumpărătorii ar trebui să evite să trateze comparația ca pe un simplu clasament.
| Producător | Focus pe produs | Considerare notabilă | Cumpărător potențial |
| Tonghang E-Drive | Servoacționări și motoare | Potrivire motor-motor și suport OEM | Aprovizionare din China, mașini OEM |
| Yaskawa | Sisteme de control al mișcării și servo | Ecosistem servo larg | Constructori mondiali de mașini |
| Mitsubishi Electric | Automatizare de fabrică și servo | Integrarea sistemelor de automatizare | Utilizatori de automatizări Mitsubishi |
| Siemens | Automatizari industriale si actionari | Integrarea ecosistemelor de automatizare | OEM-uri bazate pe Siemens |
| Leadshine | Control servo și mișcare | Portofoliu flexibil de control al mișcării | OEM și integratori de control al mișcării |
Tabelul ar trebui folosit mai degrabă ca punct de plecare decât ca un clasament oficial al pieței.
Un furnizor cu un ecosistem global mare poate fi de preferat pentru un proiect de automatizare multinațional, în timp ce un OEM poate prioritiza personalizarea, comunicarea directă de inginerie sau potrivirea motoarelor.
Alegerea cea mai potrivită depinde de specificația completă a mașinii.
Ce industrii folosesc sisteme servo de 2 kW?
Sistemele servo din această gamă de putere pot fi aplicate într-o mare varietate de industrii.
CNC și mașini-unelte
Mașinile CNC necesită mișcare controlată a axelor de avans, mecanisme rotative și sisteme de poziționare. Feedback-ul servo permite controlerului să monitorizeze mișcarea și să mențină profilul de mișcare necesar.
Pentru aplicațiile CNC, inginerii ar trebui să acorde o atenție deosebită preciziei de poziționare, accelerației, vitezei maxime și inerției mecanice.
Ambalare și etichetare
Mașinile de ambalare efectuează adesea operațiuni repetate de indexare, alimentare, tăiere și sigilare.
Controlul servo poate coordona aceste mișcări, permițând controlerului mașinii să schimbe viteza sau poziția în funcție de ciclul de producție.
Mașini pentru textile și imprimare
Echipamentele textile și de imprimare pot necesita viteză stabilă, mișcare coordonată și tensiune controlată.
Aplicații precum alimentarea materialului, înfășurarea și poziționarea pot beneficia de tehnologia servo atunci când mașina necesită o mișcare mai precisă decât poate oferi controlul de bază al motorului.
Asamblarea și manipularea materialelor
Echipamentele de asamblare automată pot utiliza axe servo pentru poziționarea, presarea, transferul sau indexarea componentelor.
Configurația necesară depinde de caracteristicile sarcinii, timpul ciclului și cerințele de poziționare.
Linii de producție automatizate
Liniile de producție pot utiliza sisteme servo în transportoare, alimentatoare, mecanisme de inspecție și unități de poziționare sincronizată.
Acolo unde mai multe axe trebuie să lucreze împreună, comunicarea și compatibilitatea cu controlerul devin din ce în ce mai importante.
Cum să selectați sistemul servo potrivit pentru mașina dvs
Selectarea unui sistem servo ar trebui să înceapă cu cerințe mecanice.
Calculați cuplul continuu și maxim
Determinați cuplul necesar în timpul funcționării normale și cuplul maxim necesar în timpul accelerației, decelerației sau schimbărilor bruște de sarcină.
Cuplul maxim nu trebuie confundat cu cuplul continuu. Ambele valori trebuie luate în considerare atunci când selectați motorul și unitatea.
Verificați cerințele privind viteza motorului
Viteza maximă necesară trebuie determinată înainte de a selecta motorul.
O mașină poate avea nevoie de viteză mare în timpul unei părți a ciclului său și de cuplu mare în timpul alteia. Prin urmare, inginerii ar trebui să evalueze curba completă viteză-cuplu, în loc să se bazeze doar pe viteza nominală.
Evaluați inerția sarcinii
Inerția sarcinii poate influența puternic reglarea servo.
Un raport de inerție mare poate necesita diferite dimensionări ale motorului, transmisie mecanică sau parametri de reglare. Furnizarea furnizorului de informații precise despre inerție poate îmbunătăți configurația inițială.
Selectați codificatorul corect
Codificatorul trebuie să se potrivească cu cerințele de poziționare și cu interfața controlerului.
Feedback-ul incremental poate fi potrivit pentru multe aplicații standard. Sistemele de codificator absolut pot fi de preferat atunci când mașina necesită informații mai detaliate despre poziție sau un comportament specific de pornire.
Confirmați protocolul de comunicare
Servo trebuie să comunice corect cu controlerul mașinii.
Înainte de a comanda, confirmați dacă sistemul necesită intrare în impuls, control analogic, RS485, Modbus, EtherCAT, PROFINET, CC-Link sau altă arhitectură de comunicație.
Întrebări frecvente înainte de a cumpăra un sistem servo de 2 kW
Cum calculez puterea servo necesară?
Începeți cu cuplul continuu, cuplul de vârf, viteza de funcționare, timpul de accelerare și inerția sarcinii. Aceste valori ar trebui evaluate împreună, mai degrabă decât selectarea unui motor numai din putere.
Este necesar un codificator absolut?
Nu toate aplicațiile necesită un codificator absolut. Alegerea depinde de cerințele de poziționare, comportamentul de pornire și arhitectura controlerului.
Pentru aplicațiile în care informațiile de poziție sunt deosebit de importante, un encoder absolut poate oferi avantaje suplimentare.
Ce protocol de comunicare ar trebui să aleg?
Protocolul de comunicație trebuie să se potrivească cu PLC-ul sau controlerul de mișcare deja utilizat de mașină.
Pentru sistemele simple, controlul bazat pe impuls poate fi suficient. Mașinile conectate în rețea pot beneficia de o soluție fieldbus sau Ethernet industrial.
Unitatea și motorul pot fi asortate de către producător?
Da. Acest lucru este adesea de preferat în fața selectării celor două componente în mod independent.
Furnizorul poate evalua puterea, cuplul, viteza, codificatorul și cerințele de control ca un sistem complet.
Cerere și cooperare tehnică
Pentru producătorii de echipamente CNC și integratorii de automatizări industriale, selectarea unui partener de încredere pentru servomotor este esențială pentru a obține un control stabil al mișcării și a performanței mașinii.
Tonghang E-Drive Technology Co., Ltd. oferă:
• Soluții de servomotor de 2kW
• Suport pentru integrarea controlului mișcării
• Ghid de selectare a produselor
• Asistență pentru reglarea ingineriei
Procesul de cooperare:
• Analiza cerințelor aplicației
• Recomandare de configurare a produsului
• Testarea și validarea probelor
Testarea și validarea probelor
• Sprijin pentru producția de masă și suport pentru producție
Fie pentru echipamente standard de automatizare sau proiecte personalizate de control al mișcării, TH oferă asistență tehnică profesională pentru a ajuta clienții să realizeze o integrare eficientă și fiabilă a sistemului.