Czym są serwonapędy obrotowe?
Serwonapędy obrotowe pracują w układzie zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego. Są to układy stosowane w automatyce składające się z serwosilnika i serwowzmacniacza, w szczególności znajdujące zastosowanie w realizacji ruchu obrotowego, gdzie wymagane jest:
- pozycjonowanie
- precyzyjne przemieszczanie między różnymi położeniami
- sterowanie przy bardzo małych prędkościach
- duża dynamika ruchu
- szeroka możliwość w zakresie regulacji
Serwowzmacniacz otrzymuje niskonapięciowe sygnały, które są zależne od typu aplikacji. Są to komendy pozycji prędkości lub momentu obrotowego. Następnie sygnały te przetwarzane są na wzmocnione sygnały zrozumiałe dla serwosilnika, który spełnia rolę elementu wykonawczego. To tutaj zachodzi wymiana energii elektrycznej na ruch obrotowy wału. W przemyśle spotykane są różne typy serwosilników np. bezszczotkowy silnik synchroniczny prądu zmiennego. Zdarza się, że w tego typu mechanizmach wykorzystuje się także silniki krokowe, które nie pracują ruchem jednostajnym, a za każdym razem wykonują ruch o określonym kącie. Rodzaj zastosowanego silnika zależy między innymi od charakterystyki wykonywanej pracy przez maszynę. Popularne są silniki prądu przemiennego z magnezami trwałym i z enkoderami.
Producenci dobierają silniki do konkretnych serwowzmacniaczy w celu otrzymania serwonapędu o możliwie najbardziej zoptymalizowanej wydajności pracy. Serwonapęd to zamknięty układ regulacji, który ma za zadanie realizację dostarczanych komend i eliminację uchybu pojawiającego się podczas pracy.
Jednym z podstawowych elementów serwonapędu jest także enkoder. To rodzaj czujnika, który dostarcza różnego rodzaju informacje do układu sterowania. Dzięki ich zastosowaniu możliwe jest dokładne określenie pozycji narzędzia maszyny, kąta oraz liczby obrotów wału silnika. Mechanizm ten pozwala na właściwą eksploatację serwonapędu w taki sposób, aby wykonywana przez niego praca była efektywna oraz precyzyjna. Dlatego, istotną kwestią w temacie precyzyjnej kontroli ruchu maszyny jest wysoka rozdzielczość enkoderów. Im wyższa rozdzielczość tym serwonapęd szybciej wykryje i wyeliminuje pojawiający się uchyb.
Serwonapędy – zasady działania
Serwonapędy są stosowane przede wszystkim w układach odpowiedzialnych za wykonywanie ruchów obrotowych (rzadziej liniowych). Pracują na zasadzie sprzężenia zwrotnego, a poza silnikiem i sterownikiem posiadają także enkoder, którego zadaniem jest monitorowanie aktualnego położenia wirnika silnika.
Element ten stanowi zabezpieczenie całego mechanizmu, gdyż w przypadku nagłych zmian obciążenia układ sterowania dokonuje kompensacji pozycji wału, zapobiegając tym samym utracie synchronizacji przez silnik. W kontekście enkoderów wyróżniamy między innymi urządzenia optyczno-elektroniczne, magnetyczne, absolutne oraz pojemnościowe. Każdy z tych elementów znajduje swoje zastosowanie w nieco innych warunkach pracy.
Zalety serwonapędów
Istnieje kilka korzyści z zastosowania serwonapędów, które sprawiają, że stanowią one kluczowy element w wielu dziedzinach, od produkcji przemysłowej po robotykę.
Serwonapędy charakteryzuje:
- wysoka sprawność, która pozostaje stała w dużym zakresie obciążeń
- znaczne przyspieszenie kątowe wirnika
- bardzo wysoka dokładność pozycjonowania.
Serwonapędy odznaczają się również dobrymi właściwościami dynamicznymi i regulacyjnymi, gdyż silniki z magnesami trwałymi szybko reagują na polecenia z układu sterowania. Wynika to z ich stosunkowo niewielkiego momentu bezwładności.
Czym się kierować przy zakupie serwonapędu obrotowego?
Przy wyborze najodpowiedniejszego urządzenia dla swoich potrzeb należy kierować się przede wszystkim parametrami, takimi jak: moc, prędkość, moment obrotowy oraz moment bezwładności wirnika. Pozwoli to na zakup oprzyrządowania, które będzie odznaczało się bardzo wydajną oraz bezbłędną pracą.
Gdzie są wykorzystywane serwonapędy?
Spektrum zastosowań serwonapędów jest bardzo szerokie. Napędy te znakomicie sprawdzają się tam, gdzie wymagane są szybkie i powtarzalne ruchy pozycjonujące, wysoka dynamika pracy, precyzja czy też synchronizacja kilku osi. Przykładowe aplikacje to cięcie w locie, elektroniczna krzywka, stoły pozycjonujące czy tak bardzo popularne w dzisiejszych czasach roboty przemysłowe i wiele innych.
Komponenty te są także nieodzownymi elementami budowy linii produkcyjnych oraz obrabiarek CNC. Ich zadaniem może być wówczas precyzyjne wiercenie, sterowanie stołem obrotowym czy też cięcie różnego rodzaju materiałów. Ponadto tego typu mechanizmy mogą odpowiadać także za:
- utrzymanie stałej prędkości i naprężenia przenośników taśmowych
- dokręcanie wkrętów z określonym momentem siły
- porcjowanie i pakowanie produktów
Zastosowanie serwonapędów
- maszyny pakujące i drukujące
- obrabiarki CNC
- szybki i precyzyjny posuw formy we wtryskarce
- sterowanie stołem obrotowym, cięcie lub perforowanie “w locie”
- utrzymywanie stałego naprężenia rozwijanego lub zwijanego materiału
- dokręcanie śrub z określonym momentem siły
- przenoszenie, układanie, pakowanie, a także porcjowanie produktów
- budowa robotów
- budowa wtryskarek
- precyzyjne wiercenie
Obejrzyj więcej nagrań z przykładowymi zastosowaniami serwonapędów w różnych obszarach przemysłu.
Serwonapędy firmy Trio Motion
Trio Motion Technology produkuje elastyczne i ekonomiczne rozwiązania, które idealnie sprawdzają się do kontroli ruchu. Produkty umożliwiają sterowanie złożoną automatyką, z wysoką precyzją, zachowując przy tym dużą dynamikę.
Przedsiębiorstwo od 1987 roku produkuje wysokiej jakości wieloosiowe sterowniki ruchu. Firma posiada w ofercie rozwiązania, które zapewniają płynne sterowanie do 128 osiami serwonapędów, silników krokowych, silników piezoelektrycznych oraz układów hydraulicznych. Firma Multiprojekt Automatyka jest wyłącznym dystrybutorem produktów Trio Motion w Polsce.
W 2020 roku firma Trio wprowadziła do swojej oferty zupełnie nowy produkt składający się z serwowzmacniacza i silnika serwo. Serwonapęd DX4 przyśpiesza i ułatwia stosowanie wysokowydajnego kontrolera ruchu Trio. Co więcej, w połączeniu z darmowym oprogramowaniem Motion Perfect 5 zapewnia najniższy koszt sterowania ruchem 64 osi.
Serwowzmacniacze o kompaktowym rozmiarze
Serwowzmacniacze od Trio są jednymi z najmniejszych dostępnych systemów – szerokość wynosi 38 i 65 mm. Dodatkowo możliwość montowania napędów obok siebie dopuszcza pozostawienie wyłącznie 1 milimetrowej szczeliny. Pozwala to, zwłaszcza w przypadku większej liczby osi, zaoszczędzić dużo miejsca.
Zgodnie z zasadą Trio Motion “wszystko czego potrzebujesz i nic więcej”, kompaktowe rozmiary uzyskiwane są m.in. dzięki implementacji dodatkowych funkcji w kontrolerach ruchu oraz modułach we/wy, a nie w większych i bardziej złożonych napędach. Unikanie zbędnych wbudowanych funkcji, takich jak klawiatury lub gniazda rozszerzeń, znacznie obniża koszty. Jest to szczególnie widoczne w przypadku większej liczby osi.
Serwonapędy firmy Estun Automation
Firma Estun rozpoczęła działalność w 1993 roku w Nanjing (Chiny). Firma specjalizuje się w produkcji serwonapędów obrotowych z bezszczotkowymi silnikami synchronicznymi na magnesach stałych. Wąska specjalizacja firmy sprzyja produkcji wyrobów o najwyższej jakości i parametrach technicznych spełniających wysokie wymagania klientów przy zachowaniu konkurencyjnej ceny.
Coraz popularniejsze w Polsce serwonapędy obrotowe znalazły już zastosowanie w różnego rodzaju aplikacjach, począwszy od modernizacji prostych maszyn (pakujące, etykietujące), aż po skomplikowane aplikacje, gdzie niejednokrotnie wykorzystywanych jest kilka, a nawet kilkadziesiąt osi serwonapędów, np. wielowrzecionowe 5-osiowe obrabiarki CNC. Firma Multiprojekt Automatyka jest wyłącznym dystrybutorem produktów Estun w Polsce.
Serwonapędy Estun to najwyższa jakość
Na wszystkich szczeblach produkcji przestrzegana jest ścisła kontrola jakości, od projektu produktu po zakup materiałów, produkcję, testowanie, dostawę i obsługę posprzedażną. Firma Estun nieustannie wprowadza konkurencyjne rozwiązania poprzez ciągłe doskonalenie procesów produkcyjnych, dzięki czemu wszyscy użytkownicy otrzymują produkty wysokiej jakości, zgodne ze wszystkimi odpowiednimi normami krajowymi i międzynarodowymi. Firma posiada certyfikaty ISO 9001, CE oraz UL.
Webinary
