要求の厳しいモーション制御に Rexroth サーボを指定する理由?

サーボの選択がマシンと密接に関係しているのはなぜですか?

サーボモーターは単独では動作しません。その適合性は、機械が何を要求するか、どれだけ早く応答しなければならないか、加速と減速の頻度、および命令された軌道をどれだけ正確にたどる必要があるかによって決まります。

包装機を考えてみましょう。 1 つの軸は製品を所定の位置に移動し、別の軸はシール機構を制御し、3 番目の軸は材料の動きを切断プロセスと同期させます。各軸には、異なる負荷、速度範囲、慣性、加速プロファイルを設定できます。

工作機械はさまざまな要件を作成します。その送り軸には、長期間の動作期間にわたって再現性の高い位置決めと制御された動作が必要な場合があります。ロボットは、方向の素早い変更と多軸の協調動作を優先する場合があります。マテリアルハンドリングシステムには、変動するペイロードの下での急速な加速、制御された停止、および信頼性の高い動作が必要な場合があります。

これらの例は、カタログの出力範囲だけではなく、機械の動作要件からサーボ製品を選択する必要がある理由を示しています。

平均負荷が十分ではない理由

多くの機械には、平均的な動作条件とピーク時の動作条件の間に大きな違いがあります。位置決め軸は、ほとんどの時間を保持またはゆっくりと移動することに費やしますが、それでも急速に加速するにはかなりのトルクが必要です。

同様に、垂直軸には、平均移動速度が遅い場合でも、継続的に重力負荷がかかる可能性があります。

サイクルタイムによって選択が変わる理由

頻繁に加速と減速を行うと、安定した速度で連続的に動作する機械よりもモーターとドライブに多くの負荷がかかります。

モーターの熱挙動は完全なサイクルにも依存します。ピークトルクが繰り返されると、1 回の短い加速イベントとそれに続く長いアイドル期間とは異なる熱状態が発生する可能性があります。

なぜ力学が電子性能に影響を与えるのか

サーボ コントローラーは応答性が高くなりますが、機械の精度はバックラッシュ、カップリングの柔軟性、ベルトの伸び、ネジの精度、構造の剛性、ベアリングの状態、アライメントによっても影響されます。

このため、適切なサーボの選択には機械的な評価を伴う必要があります。

どのコンポーネントを組み合わせる必要があるか?

完全なサーボ軸には、通常、調整されたセットとして機能する必要がある複数のコンポーネントが含まれています。

モーター

モーターは機械的トルクを提供します。重要なパラメータには、定格トルク、ピークトルク、定格速度、最高速度、フィードバックタイプ、取り付け寸法、シャフト寸法、およびオプションの保持ブレーキが含まれます。

ドライブ

ドライブはモーター電流を制御し、フィードバック情報を受信します。電流範囲、電圧クラス、制御機能、エンコーダインターフェース、通信オプション、機械的取り付け寸法は、モーターとコントローラーに対応する必要があります。

フィードバック装置

エンコーダまたはレゾルバは、モータが実際に何を行っているかをドライブに伝えます。ドライブはフィードバック技術と電気インターフェースを理解する必要があります。

モーションコントローラー

モーション コントローラーは軌道と座標軸を生成します。マシンに応じて、これはモーション機能を備えた PLC、CNC 制御、ロボット コントローラー、または別の自動化プラットフォームになります。

メカニカルトランスミッション

ギアボックス、カップリング、ボールネジ、ベルト、ラック、プーリー、その他の機構により、モーターの動きが機械の動きにどのように変換されるかが決まります。

モーターとドライブのペアリング

サーボ モーターとドライブは、多くの場合、互換性のある組み合わせとして設計されています。これにより、ドライブに確立されたモーター データと互換性のあるフィードバック設定を含めることができるため、試運転が簡素化されます。

交換プロジェクトの場合、マシンコントローラーと機械システムが変更されていない場合、元のモーターとドライブの関係を維持することが特に役立ちます。

コントローラとドライブの通信

The controller and drive need to exchange motion commands and status information. The required communication architecture should be identified before equipment is selected.

なぜアクセサリーが重要なのか

電源ケーブル、フィードバック ケーブル、コネクタ、ブレーキ コンポーネント、取り付けアクセサリはすべて、設置の成功に影響を与える可能性があります。

これらの部分は、無関係な余分なものとして扱うのではなく、完全な構成の一部としてチェックする必要があります。

サーボアプリケーションではなぜフィードバックタイプが重要なのでしょうか?

フィードバックは、モーション制御ループを閉じるために必要な情報を提供します。さまざまなフィードバック技術により、分解能、位置情報、堅牢性、電気インターフェースのさまざまな組み合わせが提供されます。

インクリメンタルエンコーダ

インクリメンタルエンコーダは、モーターシャフトの回転に応じてパルス信号を生成します。制御システムはこれらのパルスを使用して動きと方向を決定します。

これらは、起動後に参照手順が許容される多くのアプリケーションに適しています。

アブソリュートエンコーダ

絶対値エンコーダは、定義された位置情報を提供します。設計によっては、これによりシステムは電力復旧後にシャフトの位置をより直接的に識別できるようになります。

これは、起動直後の位置情報が重要なマシンで役立ちます。

リゾルバーフィードバック

レゾルバは、電磁原理を使用して角度位置を決定するため、堅牢性が重要な要求の厳しい環境に適しています。

解決

フィードバック分解能は、シャフトの動きがどの程度細かく測定できるかを示します。解像度が高くなると、より優れた制御が可能になりますが、機械的な不正確さが自動的に排除されるわけではありません。

フィードバックと位置決め精度

位置決め精度はエンコーダの解像度以上のものに依存します。機械的なバックラッシュ、カップリングの柔軟性、ボールねじの精度、フレームの剛性、熱膨張、およびコントローラーの調整はすべて、最終的な機械誤差に寄与する可能性があります。

フィードバックケーブルの配線

フィードバック ケーブルは、多くの機械の電源ケーブルやスイッチング電子機器の近くで動作します。シールド、接地、コネクタの完全性、および適切な配線は、信号品質の維持に役立ちます。

交換時にフィードバックの互換性が重要な理由

既存のドライブは、特定のフィードバック技術用に構成されている場合があります。したがって、異なるエンコーダ インターフェイスを備えた交換用モータには、異なるドライブまたはフィードバック オプションが必要になる場合があります。

ブレーキ、コネクタ、機械的インターフェイスは選択にどのような影響を与えますか?

交換に関する問題の多くは、コア モーターの定格ではなくインターフェイスで発生します。モーターは必要なトルクと速度を満たしていても、シャフト、フランジ、コネクタ、またはブレーキの違いにより機械に適合しないことがあります。

保持ブレーキ

保持ブレーキは、電気トルクが除去されたときにモーターの静止位置を維持できます。垂直軸ではこの機能が頻繁に必要になります。

ブレーキ電圧、配線、リリース動作、およびコントローラーのシーケンスをチェックする必要があります。

軸寸法

シャフトの直径とシャフトの長さは、カップリング、ギアボックス、プーリー、またはその他の機械式トランスミッションと一致する必要があります。

フランジ寸法

モーターの取り付けは通常、フランジ パターン、ボルトの間隔、パイロットの直径、およびモーター全体の寸法によって決まります。

コネクタ配列

電源コネクタとフィードバック コネクタの位置は、モデル ファミリまたは製品世代によって異なる場合があります。コネクタの向きも、ケーブルの配線やキャビネットのレイアウトに影響を与える可能性があります。

冷却装置

一部のモーターは自然冷却に依存していますが、他のモーターは製品設計に応じて追加の冷却装置を使用できます。

交換プロジェクトで取り付け寸法が重要な理由

産業用機械は多くの場合、固定された取り付けポイントを中心に設計されています。全体の寸法が異なる交換用モーターは、電気定格が許容できる場合でも、機械的な再設計が必要になる場合があります。

コネクタの向きが重要な理由

ケーブルの配線は、保護カバー、機械のガード、可動コンポーネント、キャビネットの壁によって制限されることがよくあります。したがって、コネクタの向きが設置の実用性に影響を与える可能性があります。

ブレーキ解除タイミング

垂直軸の場合、ブレーキの解除とモーターのトルク生成を調整する必要があります。ブレーキを解除するのが早すぎたり、ブレーキがかかる前にモーターのトルクを除去したりすると、軸が望ましくない動きを引き起こす可能性があります。

高応答モーションが必要な産業用アプリケーションはどれですか?

サーボ システムは、機械が反復可能な動作、高加速度、調整された軸、または正確な位置決めを必要とする場合に特に関連します。

包装

包装機械は多くの場合、正確なタイミングに依存します。別の軸が切断またはシールを実行している間に、製品は正しい位置に到着する必要があります。

サーボ システムは、同期されたモーション コマンドを通じてこれらのアクションを調整するのに役立ちます。

工作機械

工作機械には、正確な送り動作と再現可能な位置決めが必要な場合があります。サーボ軸は、ボールねじ、回転テーブル、またはその他の位置決め機構を駆動できます。

ロボット工学

ロボット システムは、計画された軌道に従って一緒に移動する複数の軸に依存します。各サーボドライブがローカルモーターを制御している間、コントローラーは全体的な調整を処理します。

印刷と変換

印刷および変換装置では、多くの場合、ローラーと処理セクション間の正確な関係が必要です。速度の違いは、登録やマテリアルハンドリングに影響を与える可能性があります。

組立自動化

組立機械は短い動作を高頻度で繰り返すことがよくあります。したがって、一貫した加速、減速、位置決め、およびトルク応答が重要になる可能性があります。

マテリアルハンドリング

自動ハンドリング装置では、迅速な移動とその後の制御された停止が必要になる場合があります。負荷はサイクルごとに異なる場合もあります。

技術的な優先順位はアプリケーションによって決定されます。高速パッケージング軸には高速応答が必要ですが、重いトランスファー軸にはピーク トルクと慣性ハンドリングがより重視されることがあります。

サプライヤーはモデルベースのソーシングをどのように支援できますか?

ブランドの産業オートメーション機器の場合、サプライヤーは、購入者が正しいモデルを特定し、注文が確定する前に互換性を確認できるように支援することで、付加価値を高めることができます。

モデルの識別

元の材料番号は、要求された製品ファミリおよび用途と照合して確認できます。

これは、顧客が設置されているマシンのモデルは知っているが、どのサーボ コンポーネントが必要かが不明な場合に特に役立ちます。

構成のチェック

サプライヤーは、モーター定格、フィードバック、ブレーキ、取り付け、関連するドライブ要件などの主要な技術的詳細の比較を支援できます。

交換品の調達

メンテナンス チームは、長年稼働している機械のコンポーネントを必要とすることがよくあります。リクエストされた製品は、最新のシリーズではなく、確立された製品ファミリーに属している可能性があります。

したがって、モデルに焦点を当てた調達プロセスは、新しい製品ファミリーに対する一般的な推奨事項よりも役立つ可能性があります。

申請情報の照合

元のモデル番号が不完全な場合、アプリケーションの詳細により追加のコンテキストが提供されることがあります。

• マシンタイプ:機器と軸の機能を特定します。
• モーター情報:定格トルク、速度、電圧、電流、モデルを提供します。
• ドライブ情報:現在のドライブ モデルと制御プラットフォームを提供します。
• フィードバック：エンコーダまたはレゾルバの配置を確認してください。
• 機械的データ:シャフト、フランジ、寸法、取り付け情報を提供します。
• 制御システム:PLC、CNC、またはモーション コントローラーを識別します。

サプライヤー主導の検証が重要な理由

工業製品コードは、完全な技術的コンテキストがなければ解釈が難しい場合があります。検索結果では正しいと思われるモデルでも、フィードバック インターフェイス、ブレーキ オプション、機械構成が異なる場合があります。

したがって、出荷前に検証することで、回避可能な取り付け上の問題を防ぐことができます。

新しいプロジェクトと代替プロジェクト

新しい機械の場合、サプライヤーは要求されたトルク、速度、フィードバック、コントローラー、および環境を確認できます。

既存のマシンの場合、通常、元のモデルと銘板の情報が最も強力な出発点となります。

プロフェッショナル仕様書にはどのような情報を含める必要がありますか?

専門的なサーボ仕様は、エンジニアリングおよび調達チームが仮定に頼らずに適切な製品を特定するのに十分な情報を提供する必要があります。

アプリケーションから始める

軸が実際に何を行うのかを確認します。 「自動化機器用サーボモータ」というと範囲が広すぎます。動き、負荷、速度、加速度、および制御の要件について説明する、より有益な説明があります。

完全なモーターデータを提供する

可能な場合は、モーターの出力、トルク、速度、電流、電圧、フィードバック、およびブレーキの情報を含める必要があります。

完全なドライブ データを提供する

ドライブのモデル、供給電圧、定格電流、通信オプション、フィードバック インターフェイス、および取り付けられているアクセサリを文書化する必要があります。

モーションサイクルを定義する

加速時間、減速時間、動作速度、移動距離、滞留時間、繰り返し周波数を与えます。

機械的負荷を定義する

質量、慣性、ギアボックス比、ネジのピッチ、プーリーの寸法、摩擦、および外部プロセス力はすべて、選択に影響を与える可能性があります。

環境条件を定義する

周囲温度、キャビネット温度、振動、湿度、塵埃、設置位置を考慮する必要があります。

置換制約を定義する

既存のマシンの場合、変更しない必要があるコンポーネントを仕様で特定する必要があります。これには、コントローラー、キャビネット、ケーブル、ギアボックス、カップリング、および取り付け構造が含まれます。

1. 軸を特定します。その機能と機械の位置を説明します。
2. インストールされた製品を記録します。完全なモーターとドライブのモデル番号を取得します。
3. レコードの評価:トルク、速度、電流、電圧、電力を確認します。
4. フィードバックを特定する:エンコーダまたはリゾルバの構成を確認します。
5. 機械的インターフェースを確認します。シャフト、フランジ、取付部、全体の寸法を確認してください。
6. モーションを定義します。速度、加速度、減速度、移動距離、サイクルタイムを記録します。
7. コミュニケーションを定義します。コントローラーとネットワーク アーキテクチャを特定します。
8. ブレーキの見直し:回生ブレーキと保持ブレーキの要件を確認してください。
9. レビュー環境:温度、湿度、振動、設置条件を確認してください。
10. 最終モデルを確認します。購入前に完全な構成をクロスチェックしてください。

購入者はサプライヤーに何を提供する必要がありますか?

• 完全な材料番号:銘板に記載されている完全なモデル コードを提供します。
• 銘板イメージ：可能な場合は鮮明な写真を添付し​​てください。
• ドライブモデル:対応するドライブまたは既存の制御キャビネットの情報を提供します。
• マシンアプリケーション:軸の機能と機械のプロセスを説明します。
• 機械的寸法:交換プロジェクトのシャフトと取り付け情報を提供します。
• フィードバック情報:エンコーダー、リゾルバー、またはその他のフィードバックの詳細を特定します。
• 制御アーキテクチャ:PLC、CNC、モーション コントローラー、および通信インターフェイスを識別します。

この情報により、サプライヤーはより有意義な製品チェックを行うことができます。また、正確な交換品と、追加のエンジニアリング作業が必要となる可能性のある代替構成を区別するのにも役立ちます。