Servomootorite integreerimise eelised teie süsteemidesse

Üleüldiselt kõrgem võimsustihedus ja energiatõhusus

Kompaktne suurus koos kõrga väljundvõimsusega võimaldab ruumis optimeeritud süsteemide projekteerimist

Tänapäeva servoajamid pakuvad oma suurusele vastavalt üllatavalt suurt võimsust ja genereerivad olulise pöördemomendi, kuigi nende ruumivajadus on väike. Nende väike pindala teeb neist ideaalsed masinad, kus iga toll (cm) loeb – mõelge koostöörobotitele, mis töötavad inimeste kõrval, keerukatele meditsiinilistele diagnostikasüsteemidele või isegi pooljuhtide tootmiseks vajalikele äärmiselt täppistööriistadele. Kui insenerid asendavad suured mootorite ja käigukastide kombinatsioonid selliste kompaktsete alternatiividega, siis on vähem vaja konstruktsioonilist tugevdust, mis tähendab kergemaid süsteeme, mis reageerivad kiiremini muutustele. Lisaks vabaneb töökohal palju lisaruumi ja säästetakse ka materjale, mis lõpuks parandab tootmiskulu eelarvet kuu lõpus.

Püsiv pöördemoment kiiruste vahemikus vähendab energiakadu dünaamilistes automaatikatöödes

Servomootorid säilitavad oma pöördemomendi üsna stabiilsena juba alates pöörlemise algusest kuni maksimaalse kiiruse saavutamiseni. Induktsiooni- ja sammumootorid aga on teistsugused: nad kaotavad palju pöördemomenti, kui töötavad aeglaselt või kui koormus muutub äkki. Mida teeb servomootorid nii tõhusaks? Nende püsiv toimimine tähendab, et energiat ei raisata mootori vastupanu ületamisele ja ka soojus tekib vähem. Aastas 2023 avaldatud USA Energiaministeeriumi andmete kohaselt saavad tehased, kes üleminevad servomootoritega juhitavatele süsteemidele, vähendada elektriarveid umbes 15–25 protsenti näiteks robotkeevitustöödel ja täpsetel indekseerimistoimingutel. Saladus on sulgusüsteemis (closed-loop control). Need süsteemid teavad täpselt, kui palju energiat antud ülesande täitmiseks vajatakse, seega ei kulutata ülearust võimsust – erinevalt vanematest avatud süsteemidest (open-loop setups), kus mootorid töötavad alati täisvõimsusel, olenemata tegelikest vajadustest.

Unikaalne täpsus ja korduvus sulgusüsteemi juhtimise abil

Reaalajas tagasiside tagab submillimeetrise positsioneerimise täpsuse ja väikese positsioonivea

Kõrglahutuslikud enkooderid, mille lahutusvõime ulatub sageli üle 20 bitti, annavad asukohavärskendusi tuhandeid kordi sekundis. See võimaldab täpsust murdosades millimeetris ja korduvust mikronitasemes. Sulgudel põhinevad süsteemid kohanduvad ise, kui nende tööd häirivad tegurid nagu koormuse muutumine, temperatuuri kõikumine või mehaaniline mäng. Avaahela süsteemid koguvad töö käigus tavaliselt vigu, kuid servomootorid säilitavad peaaegu nullkujulise drifte aeglaselt isegi pärast kümneid tuhandeid operatsioone. CNC-masinate ja pooljuhtide tootmisprotsesside puhul tähendab 5 mikronit suurem kõrvalekalle pluss- või miinusmärgiga seda, et detailid lähevad prügikasti. Need süsteemid aitavad säilitada kvaliteedinõudeid ning vähendada jäätmeid umbes 22% võrra täpsustöö keskkonnas. Meditsiiniseadmete tootjad ja robotkirurgia arendajad loovad väga palju sellest usaldusväärsest mikronitaseme liikumisest, sest nendes kriitilistes rakendustes ei ole üldse ruumi veadesse.

Dünaamiline jõudlus: kiirendus, pöördemomendi reageerimine ja kiiruse reguleerimine

Kiire kiirendus/pidurdus lühendab tsükliaegu pakendus- ja monteerimisliinidel

Servomootorid saavad kiirendada umbes viis korda kiiremini kui tavalised mootorid, mis tähendab, et masinad saavutavad siirakirus oma eesmärgi peaaegu kohe, mitte mitmeid väärtuslikke sekundeid ootades. Vaadeldes tegelikke tehaseandmeid, teatavad ettevõtted ootusaegade vähendamisest tootmisrundade vahel umbes 15–30 protsenti. Pakendustöödel tähendab see suuna kiiret muutmist ning äärmiselt täpseid mikrosekundites toimuvaid algus-peatus-sekventse. Tulemusena tõuseb läbilaskevõime tavaliselt umbes 20 protsenti. Kui vaadata mitmetel telgedel töötavaid montaazhsüsteeme, siis kiirem liikumine erinevate stantsioonide vahel elimineerib raisatud liikumise ilma asukohatäpsuse kaotamata – see jääb umbes 0,1 millimeetri piiresse. Teine pluss on regeneratiivne pidurdustehnoloogia, mis kogub energiat aeglustumisel. See aitab salvestada võimsust umbes 8–12 protsenti ettevõtetes, kus tootmist käivitatakse pidevalt kogu päeva jooksul.

Kõrglahutuslik pöördemomendi juhtimine kohaneb õmbluseta muutuvate koormustega CNC-masinas ja materjalide käsitlemisel

Torque jälgimiseks kasutatavad enkooderid võimaldavad masinatel reguleerida voolu reaalajas, et säilitada stabiilne väljundjõud ka siis, kui koormus muutub. CNC-freeseerimistoimingute puhul tähendab see õige lõikepinge säilitamist erinevate materjalide läbimisel, mis aitab pikendada tööriistade eluiga ja parandada üldiselt pinnakvaliteeti. Kaupade liigutamisel suudavad need süsteemid sama konveierlindale kanda kaalasid vahemikus pool kilogrammi kuni viiskümmend kilogrammi ilma libisemiseta ega kiiruse muutusteta. Reageerimisaeg on ka väga kiire – tegelikult alla viie millisekundi, mistõttu jäävad robotkäed kindlalt kinni ka kiiretes liikumistes. Mõned autotootmisettevõtted on selle tehnoloogia tõttu näinud kahjustuste arvu langust kuni 18%. Lisaks vähendab süsteemi võimekust kohanduda äkkmiste koormusmuutustega nii põrkeklappide kui ka käigukastide kulutumist, mille tõttu osi ei pea nii sageli asendama.

Mastaapne integreerimine tööstuslike ja missioonikriitiliste rakenduste jaoks

Servomootorid skaalautuvad väga hästi lihtsatest töökohtade seadistustest kuni tervete tehaste sünkroonitud liikumissüsteemideni ilma suurte süsteemimuudatusteta. Nende modulaarne loomus teeb neist suurepäraseid erinevates tootmissituatsioonides. Näiteks farmatsiaalsetes tootmistes, kus nad töötleavad väikseid partii, võrreldes autotööstuse liinidega, mis töötavad päevas pidevalt kõrgel mahul. Enamikku kaasaegseid tööstusprotokolle, näiteks EtherCAT, CANopen ja Modbus TCP, kasutades saab need mootorid lihtsalt ühendada juba olemasolevate vanemate PLC-de ja SCADA-süsteemidega. See säästab paigaldusajal aega ja kaitseb ettevõtete juba oma infrastruktuuri investeeringuid. Kriitiliste operatsioonide, näiteks elektrijaamades, päästurobotites või lennukite juhtimismehhanismides, sisaldavad servosüsteemid turvafunktsioone, nagu automaatselt aktiveeruvad pöördemomendi piirid ning varukaasasüsteemid tagasiside tsüklitele, nii et kõik jätkab tööd ka siis, kui temperatuur tõuseb, vibratsioon suureneb või esineb elektriline häire. Servomootorite sisseehitatud paindlikkus tähendab, et ettevõtted saavad oma võimsust täiendada lihtsalt konkreetsete osade vahetamisega, mitte terve süsteemi lammutamisega ja algusest peale uuesti ehitamisega.