Возможности новой серии сервосистем 2G от Kollmorgen

Возможности новой серии сервосистем 2G от Kollmorgen

Опубликовано в номере:
PDF версия
На рынке России представлено большое количество производителей, предлагающих сервосистемы, но немногие из таких предприятий делают их основной специализацией. Компания Kollmorgen концентрирует внимание именно на проблемах управления движением, совершенствуя производительность своих продуктов. В статье будет представлена новинка Kollmorgen — система движения 2G, а также инструменты, помогающие разработчику правильно и оперативно подобрать необходимые компоненты.
Основатель компании Kollmorgen Хьюго Унрух. Нью-Йорк, 1949 г.

Рис. 1. Основатель компании Kollmorgen Хьюго Унрух. Нью-Йорк, 1949 г.

Созданный в 1924 г. Хьюго Унрухом (Hugo Unruh) первый двигатель положил начало практически вековой истории производства приводных систем Kollmorgen (рис. 1) и в итоге позволил прийти к новой системе управления движением 2G.

Важное преимущество данной системы управления движением заключается в продуманности всех особенностей и деталей совместимости компонентов, таких как элементы конструкции мотора и усилителя, конструкция магнитного ротора, алгоритмы коммутации, частота обратной связи, и других характеристик.

Система движения 2G содержит два основных компонента: сервоусилители AKD2G и серводвигатели AKM2G.

Серия сервоусилителей AKD2G, с номинальными выходными токами 3, 6 и 12 А, может питаться от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В или трехфазной сети 380 В. При этом мощности на 3 и 6 А могут иметь конфигурацию для работы с двумя сервомоторами одновременно, а двухъядерный процессор ARMA9, 800 МГц позволяет усилителю немедленно адаптироваться к изменяющимся параметрам с высокими скоростными характеристиками:

  • токовый контур: 1,28 мкс;
  • контур скорости: 62,5 мкс;
  • контур позиционирования: 250 мкс.

Все моторы производства Kollmorgen подключаются к усилителю по системе plug and play, при этом моторы серии AKM2G имеют конфигурацию с одним кабелем и коннектором типа SpeedTec, что облегчает монтаж и экономит пространство.

Бесплатное программное обеспечение для настройки и конфигурирования сервоусилителя WorkBench GUI подключается через распространенный сервисный порт RJ-45 и работает по протоколу TCP/IP Ethernet, что делает настройку привода простой и удобной.

Серия сервомоторов AKM2G состоит из шести типоразмеров со стандартными обмотками, работающими на напряжение 120–480 В переменного тока, и низковольтными обмотками постоянного тока на 24, 48, 72 и 96 В (рис. 2). Номинальные моменты 0,65–72,1 Нм. Номинальные скорости до 8000 об/мин. Сервомоторы имеют фланцы стандарта IEC 58, 72, 88, 114, 142, 192, валы гладкие и со шпоночным пазом, различные типы коннекторов, пять разных комбинаций датчиков обратной связи, конфигурации со стояночным тормозом.

Система движения 2G. Сервоусилитель AKD2G и серводвигатели AKM2G

Рис. 2. Система движения 2G. Сервоусилитель AKD2G и серводвигатели AKM2G

Для того чтобы облегчить задачу подбора оборудования разработчику, Kollmorgen создала универсальные инструменты, которые находятся в общественном доступе на сайте компании.

Среди этих инструментов:

  • После регистрации на странице https://www.kollmorgen.com/en-us/service-and-support/technical/motioneering-online/ разработчику становится доступен простой и понятный инструмент расчета нагрузок сервооси и усовершенствованная фильтрация продуктов, что позволяет точно определить, какие семейства продуктов оптимальны для решения имеющейся задачи. Также представлен обзор типов механизмов, имеется возможность добавления редукторов и муфт, создание профилей движения, просмотр результатов подбора размеров и способы определения регенерации.
  • Product Selectors. После расчетов и получения требований к крутящему моменту и скорости двигателя, току и напряжению усилителя разработчик при помощи инструмента Product Selectors на странице  может просто ввести данные параметры в фильтр. Инструмент покажет подходящие варианты продукции, которые можно сравнить и транслировать выбор при помощи простых ссылок своим коллегам по цеху.

Рассмотрим несколько примеров успешного внедрения системы движения 2G.

Одному из крупных европейских производителей оборудования потребовалось новое решение сервосистемы для нарезки продуктов питания. Компания захотела повысить производительность своих машин, заменив полевую шину CAN более быстрым EtherCAT.

Это чрезвычайно сложное приложение, требующее, чтобы контроллер обменивался данными с 53 осями нарезки для управления скоростью подачи, операцией нарезки и позиционированием нарезанного мяса или сыра в виде «черепицы», готовой к окончательной упаковке. Чтобы поставить обновленную машину на рынок быстро и с минимально возможными затратами, заказчик хотел свести к минимуму любые конструктивные изменения и продолжить использование двигателей семейства Kollmorgen AKM.

Уже знакомый с продуктами Kollmorgen, ориентированными на управление движением, и возможностями поддержки, заказчик решил использовать систему движения Kollmorgen нового поколения 2G, выбрав двухосевой сервоусилитель AKD2G.

Как один из первых пользователей привода AKD2G, клиент тесно сотрудничал с группой специалистов по применению Kollmorgen, чтобы оптимизировать общую производительность машины для резки. Учитывая большое количество осей на этом станке, возможность эффективной настройки каждой оси и быстрой диагностики системы была критически важной для успеха.

Заказчик обнаружил, что интегрированный цифровой дисплей AKD2G, расположенный на передней панели, облегчает диагностику соединений fieldbus. Пользовательский интерфейс AKD2G WorkBench также значительно упростил настройку и ввод системы в эксплуатацию.

В результате совместимости с серво­приводами семейства AKM решение исключило необходимость пересмотра конструкции машины. Набор функций сервоусилителя AKD2G обеспечивает ряд преимуществ в усовершенствованной машине, которая на многие годы повысила производительность и оригинальность конструкции. Однокабельная конструкция снизила трудозатраты и материальные затраты на сборку, а компактная, двухосная конструкция сервоусилителя AKD2G уменьшила занимаемое пространство в шкафу.

Еще одним примером может послужить китайская компания, занимающаяся изготовлением ПЭТ-бутылок. Желая повысить эффективность своих машин для получения конкурентных преимуществ с минимизацией затрат на переработку конструкции, производитель обратился за помощью к Kollmorgen.

Производительность полностью электрической линейной выдувной машины для ПЭТ-бутылок зависит от способности быстро индексировать ПЭТ-преформы в нужное положение, а затем удалять полученные формованные бутылки. Работая в тесном сотрудничестве с командой проектировщиков заказчика, инженеры Kollmorgen обнаружили, что требования к производительности индексации чрезмерно нагружают существующее решение сервопривода. Серводвигатель не мог достичь желаемой скорости индексирования без перегрева. Привод был не в состоянии обеспечить необходимый ток ускорения и быстро переходил в режим обратного преобразования тока, что еще больше ограничивало мощность, необходимую для достижения желаемого времени индексации. Единственный способ предотвратить перегрев и откат в существующей комбинации двигатель/привод — увеличить время индексации, что привело бы к замедлению машины до такой степени, что повышения производительности не удалось бы достичь. Хотя двигатель большего размера мог бы решить проблему, конструкция машины не обеспечивала необходимого дополнительного пространства.

Достижение более короткого времени индексации потребовало большего ускоряющего момента и меньшей инерции. Система движения 2G от kollmorgen обеспечила дополнительную мощность, необходимую для значительного сокращения времени индексации, при этом серво­двигатели занимали то же место, что и предыдущая конструкция двигателя.

В результате простое и экономичное обновление преобразовало выдувную машину для ПЭТ-бутылок и оживило бизнес клиентов. Крутящий момент двигателя вырос на 30% без изменения габаритов, а увеличение ускорения сократило время индексации с 1,6 до 1,3 с, то есть на 23%. Никаких модификаций машины для установки серводвигателя AKM2G на существующую опору двигателя не потребовалось, что сэкономило время на проектирование и документацию заказчика.

ООО «Сервостар»
Авторизованный партнер Kollmorgen в России
Москва, Семеновская наб., д. 2/1, стр. 1
тел.: +7 (495) 144 53 46
email: info@servostar.ru
www.servostar.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.