Ridurre il costo dei servomotori

Ridurre il costo dei servomotori:

L'uso di software di controllo basato su PC, rete EtherCAT, azionamento integrato e tecnologia a cavo singolo per la configurazione può semplificare la progettazione del sistema di controllo del movimento e ridurre il costo del servomotori.

Che si tratti di un progetto di retrofit o di una nuova applicazione, selezionando e installando il meglio I servomotori  non sono un compito semplice. Qualsiasi aggiornamento richiede solitamente modifiche all'azionamento, al riduttore, all'encoder e ad altri componenti a contatto con il motore. La programmazione e la configurazione di ciascun servoazionamento individualmente aumenteranno anche i tempi di debug e i costi inutili.

 

La nuova tecnologia servo semplifica questi processi e libera i potenziali vantaggi offerti dal controllo del movimento servo sincrono. Oltre a supportare la configurazione tramite software di controllo basato su PC, il nuovo servosistema fornisce anche altre funzioni chiave, come ad esempio servomotori  con azionamenti diretti integrati, collegamenti a cavo singolo e funzioni di sicurezza integrate. La maggiore semplificazione e flessibilità nella progettazione del sistema di controllo del movimento riduce il costo di acquisto dello stesso servomotori , il che lo rende un forte vantaggio competitivo dell'architettura di movimento.

 

Configurazione e flessibilità

Con l'aiuto del software di automazione basato su PC e della funzione Ethernet industriale EtherCAT, è possibile configurare più servomotori attraverso un semplice processo di ingegneria. Questo software viene utilizzato per scansionare e configurare le unità, senza la necessità di collegare cavi dal laptop a ciascuna unità per la configurazione.

 

Una rete abilitata EtherCAT può fornire l'elevata larghezza di banda e le elevate prestazioni richieste per la configurazione dell'azionamento. È anche possibile utilizzare software dedicato solitamente utilizzato per fornitori specifici tramite il bus di campo EtherCAT. L'unica informazione che l'ingegnere deve inserire manualmente è la distanza meccanica su cui ruota il motore.

 

Ad esempio, una macchina confezionatrice verticale per riempimento/formatura/saldatura dispone di più alberi mobili per la produzione di sacchetti per alimenti per la colazione. In passato, se il produttore di apparecchiature originali (OEM) decideva di sostituire il tipo di motore, o se l'utente finale scopriva che il motore esistente era prossimo alla fine della sua vita utile, doveva prima considerare i vincoli meccanici del motore e delle altre parti che dovevano essere sostituite.

 

Tradizionalmente, il motore selezionato richiede una configurazione separata per facilitare la lavorazione ad alta velocità di sacchetti precisi e ripetibili. Se il produttore dell'utente finale deve modificare il profilo di ubicazione per generare una serie di sacchetti più grandi, l'ingegnere deve riprogrammare ciascun asse punto per punto, quindi riprogrammarlo nuovamente se è necessario modificare il prodotto. Utilizzando una soluzione software basata su EtherCAT e PC, la stessa configurazione o riconfigurazione può essere eseguita in pochi minuti, questa soluzione sfrutta la velocità e il posizionamento variabili del servomotori . Se è richiesto un feedback secondario, il software di automazione può anche configurare facilmente un encoder separato come un servomotore.

 

EtherCAT fornisce funzionalità diagnostiche in tempo reale per motori, azionamenti e sistemi di input/output (I/O). Le funzioni di misurazione di alcune piattaforme software possono fornire dati accurati su posizioni, velocità e coppie dei punti per monitorare e massimizzare le prestazioni.

 

Il vantaggio più grande di questa applicazione è che riduce la confusione attraverso un ambiente di ingegneria del movimento semplificato. È molto importante trovare un software in grado di eseguire la configurazione del sistema di movimento e di eseguire il controllore logico programmabile (PLC), l'interfaccia uomo-macchina (HMI) e tutte le altre funzioni di controllo della macchina sulla stessa piattaforma. Ciò elimina la necessità di software solo per il servosistema. I prodotti software di alcuni fornitori includono anche strumenti di dimensionamento del movimento integrati, che facilitano la selezione e l'installazione dei componenti tramite un'interfaccia grafica. Questi prodotti software sono molto utili per i servomotori e altri componenti difficili da integrare, come cremagliere, nastri trasportatori o pedivelle.

 

Lo strumento di dimensionamento del movimento integrato nel software di automazione facilita la selezione e l'installazione dei componenti nell'interfaccia grafica. Fonte immagine di questo articolo: Beckhoff

 

Nuove funzionalità di servomotori

Una maggiore flessibilità consente agli ingegneri di implementare servomotori  senza interrompere il budget delle apparecchiature. Non solo riduce i tempi di programmazione, ma riduce anche i costi di manodopera, rendendo il prezzo totale dell'implementazione di queste tecnologie più vicino a quello dei motori passo-passo. Questa è una fortuna, perché sebbene possa fornire un potenziale controllo del movimento sincrono e gli ultimi progressi nella servotecnologia, il problema dei costi ha effettivamente rallentato la velocità dei servomotori accettati da alcune fabbriche.

 

I motori sincroni forniscono una maggiore precisione attraverso il controllo ad anello chiuso. Il servomotore invia feedback, consentendo all'azionamento di tracciare la propria posizione senza un encoder separato. Utilizzano meno energia rispetto ai motori passo-passo di dimensioni simili, fornendo allo stesso tempo coppia a velocità più elevate. Il servosistema è inoltre dotato di avvolgimenti interni che possono dissipare il calore in modo più efficace. Nuove funzionalità, come i motori con azionamenti integrati, la tecnologia di sicurezza e la tecnologia a cavo singolo (OCT), possono aumentare i potenziali vantaggi dei servomotori.

 

I servomotori con azionamenti integrati aiutano a creare servosistemi distribuiti efficaci. Combinando il servoazionamento e il servomotore in un unico dispositivo è possibile risparmiare spazio nel quadro elettrico e ridurre i costi. Le funzioni integrate di sicurezza del movimento Safe Torque Off (STO) e SS1, ecc., possono ulteriormente ridurre i costi riducendo la necessità di terminali I/O separati o altro hardware per queste attività.

 

La tecnologia a cavo singolo può supportare varie dimensioni di servomotori, dalle opzioni a bassa potenza degli azionamenti compatti collegati al modulo terminale I/O ai grandi motori con flangia F7 che richiedono azionamenti di grandi dimensioni.

 

Sebbene la flessibilità dei servomotori sia aumentata, le dimensioni di molti motori non sono cambiate molto. Integrando l'amplificatore nella parte posteriore dell'alloggiamento, il motore può mantenere le stesse specifiche della flangia e dimensioni simili, e la lunghezza aumenta solo leggermente. Ciò riduce l'ingombro della macchina di nuova progettazione ed elimina i costosi costi di modifica dovuti a modifiche meccaniche. La tecnologia a cavo singolo combina alimentazione e feedback in un unico cavo, riducendo del 50% il carico di lavoro del cablaggio e i potenziali punti di guasto e supporta tutte le dimensioni e tipi di motori.

 

Attraverso la soluzione di automazione a cavo singolo, il servosistema distribuito migliora ulteriormente l'architettura di controllo del movimento senza guscio utilizzando una scatola di distribuzione con grado di protezione IP65. Ciò supporta le applicazioni che necessitano di eseguire più assi di movimento in un design di macchina modulare. Un singolo cavo collega i restanti armadi di controllo e scatole di distribuzione, che collegano più servomotori con azionamenti integrati e scatole di distribuzione aggiuntive (se sono necessari alberi aggiuntivi). Diversi tipi di connettori sono combinati con il software di controllo basato su PC e la configurazione intuitiva di EtherCAT per creare soluzioni plug-and-play.

 

i servomotori  con azionamenti integrati sono ideali per progetti di retrofit e nuove applicazioni e l'uso del controllo EtherCAT e PC può anche ridurre i tempi di messa in servizio. Rispetto ai sistemi di controllo tradizionali, questi vantaggi diventeranno più economici e più facili da implementare. I vantaggi del controllo ad anello chiuso, il progresso della tecnologia dei motori sincroni e la configurazione complessivamente più semplice si combinano per rendere i servomotori la scelta ideale per i requisiti di movimento rotatorio.