Aplicação de Servomotores

Tips and trips

Alaor Mousa Saccomano - MOTION

O que se espera de um controle de movimento com servomotor?

...alta potência...

...excelente precisão...

Velocidade periférica

Torque controlado

Velocidade sincronizada

Posição final

Posição sincronizada

Posição com velocidade de sincronização permanente

...minha aplicação necessita...

O que se espera de um controle de movimento com servomotor?

Quem manda na parte elétrica?

Velocidade Nominal

Velocidade Máxima

Circuito de Energia

Torque de Carga

Ciclo de Trabalho

Aceleração e Impulso

Inércia

Acoplamento

CARGA CARGA MECÂNICMECÂNIC

AA

Quem manda na parte elétrica?

JJMM JJLL

TTMM

MM

MM

TTAA

TTLLTTAA

MM

MM

Quem manda na parte elétrica?

JJMM JJLL

TTMM

TTLL

Torque = Torque Friccção + Torque de Aceleração

Atrito ViscosoVelocidade

Inércia

Torque Eletromagnético

O TORQUE ELETROMAGNÉTICO é máximo quando os campos estão interagindo perpendicularmente

N

S

Br

Bs

Malhas de Controle

Estou no local correto?????Estou no local correto?????

Malhas de Controle - Comando

•Analógico (0..10V)Analógico (0..10V)•Pulso PWMPulso PWM•RedesRedes

Encoder, resolver, SSI, etcEncoder, resolver, SSI, etc

Malhas de Controle - Efeitos

Rapidez na Rapidez na Resposta ao Resposta ao comandocomando

Rigidez DinâmicaRigidez DinâmicaRepetibilidade eRepetibilidade eRigidez EstáticaRigidez Estática

Efeitos do Controle

Comparando Encoders

Sinal B

Sinal A

Encoder Incremental

Resolução Resolução após a após a QuadraturaQuadratura

MáscaraMáscara

Encoder Absolute

Sinal Serial de XX bits: …010010011…・ ・ ・

Sinal A

Sinal B

MáscaraMáscara

Por dentro de um Encoder….

Rotação do RotorRotação do Rotor

Sinal doSinal do

EncoderEncoder5V

0V

Rotação do RotorRotação do Rotor

Intensidade Intensidade luminosaluminosa

Aceso

Apagado

Fotoemissor

Fotodetector

Estator

Rotor

Fenda

Conversor sinal Conversor sinal luminoso em tensãoluminoso em tensão

Sinal do Encoder

Por dentro de um Encoder….

RotorRotor

EstatorEstator

Foto-emissorFoto-emissor

Foto-receptorFoto-receptor

Torque Eletromagnético

Saber a posição real é fundamental para o controle de posiçãoSaber a posição real é fundamental para o controle de posição

N

S

Br

Bs

)sin( srsr BBBxBT

Ângulo

Pulsos

360º

Pulsos não lineares

Injetam Injetam ruído no ruído no

cálculo do cálculo do torquetorque

Curva Torque vs. Velocidade

Àrea de operação contínua

Área de operação intermitente

Velocidade (rpm)

Torque ( ％ )

０ 3000 5000

100

300

Torque instantâneo Máximo – limite de aceleração

Torque nominal

Velocidade nominal

Máxima Velocidade limitado pelo Kv

Queda de torque devido a enfraquecimento de campo

Ponto limite nominal

Bandwidth

Largura de Banda é uma medida dinâmica da resposta do Largura de Banda é uma medida dinâmica da resposta do desempenho do sistemadesempenho do sistema

Por que senóide?Por que senóide?

0,01Hz

Bandwidth

-3dB (70,7%) com fase de 45°-3dB (70,7%) com fase de 45°

1 rad/s (0,16Hz)

Bandwidth

-3dBDefasagem, 45°

BodeBode

Posição e Velocidade

Área sob a Área sob a curva de curva de velocidade é velocidade é o valor da o valor da posiçãoposição

Onde se aplicam…..

Montagem de Semicondutor Robôs Mesas X-Y Máquinas de Impressão

Fiação Flexográficas Scaners Bobinadoras

Largamente utilizado em Largamente utilizado em máquinas operatrizes e em máquinas operatrizes e em processos com processos com posicionamento de precisãoposicionamento de precisão

Quanto menor o passo, maior Quanto menor o passo, maior deve ser a velocidade e deve ser a velocidade e menor o torque refletido no menor o torque refletido no motormotor

As guias lineares diminuem o As guias lineares diminuem o atrito, melhorando o atrito, melhorando o desempenhodesempenho

Fuso de Esferas e Castanha, Fuso de Esferas e Castanha, sob Guia Linearsob Guia Linear

Aplicação de Servo em processos industriais

Aplicação de Servo em processos industriais

Compete em eficiência com o fuso Compete em eficiência com o fuso de esferas, mas não tem a mesma de esferas, mas não tem a mesma rigidez dinâmica.rigidez dinâmica.

Menor relação de custoMenor relação de custo

Possibilidade de backlashPossibilidade de backlash

Esteira SincronizadaEsteira Sincronizada

Coroa & PinhãoCoroa & Pinhão

Deve-se ter cuidado com a inércia e Deve-se ter cuidado com a inércia e rerpetibilidadererpetibilidade

Lembrando: redutor atua com relação direta Lembrando: redutor atua com relação direta de velocidade e relação quadrática de inérciade velocidade e relação quadrática de inércia

Aplicação de Servo em processos industriais

Muito utilizado na Muito utilizado na fabricação de fabricação de semicondutores, semicondutores, impressão e impressão e estampagem – estampagem – compete com o motor compete com o motor de torquede torque

Baixa velocidade e Baixa velocidade e altas inérciasaltas inércias

Mesa PosicionadoraMesa Posicionadora

Aplicação de Servo em processos industriais

G5G5

Servomotor G5

Ganho de 25% em peso e 50% em volume

Conexões garantem proteção IP67

Resistência a vibrações de até 5G

Redução de efeito COGGING em até 40%Risco reduzido ao Encoder

Tecnologia PACK & CLAMP......25% mais leve e 15% menor.....

Servomotor G5

Servomotor G5

Aumento da densidade de Aumento da densidade de cobre no estator em 70%cobre no estator em 70%

Núcleo repartidoNúcleo repartido

Servomotor G5

Servomotor G5

G-Series

Compactação, diminuindo as perdas no ferro em até 40%

Servomotor G5

Servomotor G5

Encoder Serial com interpolação semelhante a um SinCos e atuação similar ao EnDat

entendendo.....

Servodrive G5

Ganho de 50% em espaço....40% menor e lado a lado se tem mais 10% de espaço no painel

Tempo de acomodação 5 vezes mais rápido....

Resposta da malha de velocidade em 2kHz

De acordo com a (Performance Level ) PL-d da ISO13849 (possibilidade de falha menor que um milhonésimo em uma hora)

Safety Torque Off (STO) de acordo com a (Safety Integrety Level) SIL-2 da EN61508:2001 (safe pulse inhibit)

100 mil horas de operação em ambiente industrial

Capacitores de longa vida

Servodrive G5

Servodrive G5

Servodrive G5 – Analogica/PWM

Servodrive G5 – Mechatrolink 2

Servodrive G5 - KT

Servodrive G5 – KN - ML2

Servodrive G5

Dúvidas????

alaorsaccomano@hotmail.com