Ponencia SCHNEIDER Servos

8/23/2019 Ponencia SCHNEIDER Servos

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Febrero 2007

SERVO ACCIONAMIENTOS

Pasado recientePresenteNuevas tendencias

Futuro


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2

Temario

Accionamientos en la fbrica de ayer

Tipos de accionamientos

La evolucin

Situacin actual

Nuevas tendencias

Accionamientos en el futuro


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3

Motor de Corriente Continua


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4

Motor de Corriente Continua Caractersticas

Desde potencias fraccionarias hasta el millar de KW

En tareas de regulacin de velocidad o par

Regula desde cero rpm a velocidad nominal con muy buenaprecisin

Regulacin de par

Con par a cero rpm


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5

Motor de Corriente Continua Aplicaciones

Aplicaciones de regulacin de velocidad en general Mquinas de envase y embalaje

Cintas transportadoras

Ventilacin

Aplicaciones que requieren precisin

Posicionamiento

Regulacin de par y par a cero rpm

Enrolladoras

Elevacin

Regulacin de motores de potencias grandes Laminadoras

Extrusoras


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6

Motor de Corriente Alterna

RotorRotor

EstatorEstator

CojinetesCojinetes

VentiladorVentilador

Caja de conexionesCaja de conexiones


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7

Motor de Corriente Alterna Caractersticas

De potencias fraccionarias hasta centenas de KW

Coste motor bajo

Arranque por contactores, arrancadores con contactores

Coste arranque con contactores bajo

Regulacin de velocidad hasta la decena de KW

Buena precisin entre 10 y 100% Velocidad nominal

Par nominal en ese tramo

Coste variador alto Coste variador + motor mas caro que otras alternativas


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8

Motor de Corriente Alterna Aplicaciones

Accionamientos directos con contactores

Accionamientos con arrancadores electrnicos

Variadores de velocidad de poca potencia y precisin

Aplicaciones sin regulacin


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9

Motor CA Rotor Bobinado

TelemecaniqueET TelemecaniqueET

M

STATOVAR 4

M

STV-64

VARIADOR STATOVARRESISTENCIAS ROTORICAS

CONTACTORES ROTORICOSMDULO DE CONTROLCONTACTORES ROTORICOS


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10

Motor CA Rotor Bobinado


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11

Motor CA Rotor Bobinado Caractersticas

Desde decenas a centenas de KW

Como arrancador progresivo

Regulador de velocidad por deslizamiento

Prestaciones de regulacin medias

Maniobras de elevacin


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Motor CA Rotor Bobinado Aplicaciones

Arranque de motores de decenas y centenas KW.

Por medio del sistema de resistencias rotricas permiten el

arranque con puntas de corriente reducidasLa corriente es inferior a la necesaria para un motor con rotorde jaula con arrancador estrella tringulo

Regulacin de maniobras de elevacin con motores de decenasy centenas KW.

Permite sustituir sistemas de corriente continua


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13

Motor Paso a Paso


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Motor Paso a Paso Caracteristicas

Potencias pequeas

Velocidades bajas

Posicionamientos con precisin

NmeroNmero dede pasos fsicospasos fsicos: 200/ 400/ 500/ 1000: 200/ 400/ 500/ 1000

NmeroNmero dede pasospasos : 2000/ 4000/ 5000/ 10000: 2000/ 4000/ 5000/ 10000

Angulo por paso segn tipoAngulo por paso segn tipo dede pasopaso: 1.8/ 0.9/ 0.72/ 0.36: 1.8/ 0.9/ 0.72/ 0.36

AnguloAngulo enen micropasomicropaso : 0.18/ 0.09/ 0.072/ 0.036: 0.18/ 0.09/ 0.072/ 0.036


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15

Motor Paso a Paso Funcionamiento

Estator Polos multiposicin Rotor Imn Permanente


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16


Dos partes decaladas

Distancia 1.8


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17


Tecnologa Bipolar Unipolar


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Tres formas de trabajo bsicas

Paso completo 2 Fases conectadas a la vez

Medio paso Secuencias de 1 fase y dos fases

Micropaso Conmutacin continua


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19

Motor Paso a Paso Paso completo

Phases 1 2

+1 +1-1 +1-1 -1+1 -1

1

1

22


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20


Phases 1 2

+1 +1-1 +1-1 -1+1 -1

1

1

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21


Phases 1 2

+1 +1-1 +1-1 -1+1 -1

1

1

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Phases 1 2

+1 +1-1 +1-1 -1+1 -1

1

1

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Phases 1 2

+1 +1-1 +1-1 -1+1 -1

1

1

22


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Phases 1 2+1 +1

-1 +1-1 -1+1 -1

11 22 33 44

Phase 1Phase 1

Phase 2Phase 2

SecuenceSecuence


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Motor Paso a Paso Medio paso

Phases 1 2

+1 0+1 +10 +1-1 +1-1 0-1 -10 -1

+1 -11

1

22


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26


Phases 1 2

+1 0+1 +10 +1-1 +1-1 0-1 -10 -1

+1 -11

1

22


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27


Phases 1 2

+1 0+1 +10 +1-1 +1-1 0-1 -10 -1

+1 -11

1

22

M P P M d


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Phases 1 2

+1 0+1 +10 +1-1 +1-1 0-1 -10 -1

+1 -11

1

22

M P P M di


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Phases 1 2

+1 0+1 +10 +1-1 +1-1 0-1 -10 -1

+1 -11

1

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M t P P M di


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30


Phases 1 2

+1 0+1 +10 +1-1 +1-1 0-1 -10 -1

+1 -11

1

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M t P P M di


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Phases 1 2

+1 0+1 +10 +1-1 +1-1 0-1 -10 -1

+1 -11

1

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M t P P M di


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Phases 1 2

+1 0+1 +10 +1-1 +1-1 0-1 -10 -1

+1 -11

1

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Phases 1 2

+1 0+1 +10 +1-1 +1-1 0-1 -10 -1

+1 -11

1

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Phases 1 2+1 0

+1 +10 +1-1 +1

-1 0-1 -10 -1

+1 -1Phase 1Phase 1

Phase 2Phase 2

SecuenceSecuence

11 22 33 44 55 66 77 88



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Consumo de corriente

Motor Paso a Paso Micropaso


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36

Motor Paso a Paso Micropaso

Los pasos se fraccionan desde 1/3 hasta 1/32 del pasocompleto

La amplitud de la corriente vara en cada micropaso, tomando elconjunto un perfil pseudo senoidal

Los pasos se envan en secuencias

11 22 33 44

Motor Paso a Paso Aplicaciones


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37

Motor Paso a Paso Aplicaciones

Posicionamientos precisos en

Industria Textil

Mquinas de Envase Embalaje

Equipos mdicos

Servomotor


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38

Servomotor

Servomotor Caractersticas


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Motor sincrono con rotor de imanes permanentes

Potencias pequeas con pares de hasta 70 Nm.

Velocidades de hasta 6000 rpm.

Trabaja con un amplificador que controla su funcionamiento

Las ordenes de posicionamiento se generan en:

Control Numrico Equipo dedicado

Autmata con tarjeta de control de ejes



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40


Gran precisin de posicionado

Estabilidad de velocidad

Alta estabilidad de par

Repetitividad del movimiento

Elevada respuesta dinmica



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Los primeros servos utilizaban motores de corriente continuaLos primeros servos utilizaban motores de corriente continuade baja inercia.de baja inercia.

Pero el uso de escobillas reduca su fiabilidad, pronto se pasoPero el uso de escobillas reduca su fiabilidad, pronto se paso aalos motores sincronizo de imanes permanenteslos motores sincronizo de imanes permanentes

Existen principalmenteExisten principalmente dos tipos dedos tipos de drivesdrives para motorespara motoressncronossncronos de imanes permanentes, diferenciados por la formade imanes permanentes, diferenciados por la forma

de seal de corriente que comunican el motor y por el tipo dede seal de corriente que comunican el motor y por el tipo desistema de retroalimentacin:sistema de retroalimentacin:

Drive conDrive con conmutacin tipo bloqueconmutacin tipo bloque // Brushless DCBrushless DC

Drive conDrive con conmutacinconmutacin SinusoidalSinusoidal / Brushless AC/ Brushless AC

Servomotor Aplicaciones


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42

Servomotor Aplicaciones

Mquina Herramienta Robtica

Servomotor Brushless DC / AC


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La tecnologaLa tecnologa BrushlessBrushless DCDC fufu la primera que se aplic para el controlla primera que se aplic para el controlde motoresde motores Brushless sncronosBrushless sncronos, el desarrollo de la tecnologa del, el desarrollo de la tecnologa deltratamiento digital de la seal ha permitido el desarrollo de latratamiento digital de la seal ha permitido el desarrollo de latecnologatecnologa BrushlessBrushless ACAC

LosLos drives Brushlessdrives Brushless DC requieren de unDC requieren de un encoderencoder de baja resolucinde baja resolucinpara realizar la conmutacin, por motivos de coste se opta porpara realizar la conmutacin, por motivos de coste se opta porsensoressensores de efectode efecto HallHall, normalmente hay seis puntos de conmutacin, normalmente hay seis puntos de conmutacinporpor revrev. elctrica. Mientras que los. elctrica. Mientras que los BrushlessBrushless AC necesitan unAC necesitan un encoderencoderabsoluto de alta resolucin (4096absoluto de alta resolucin (4096 --16384 puntos de conmutacin por16384 puntos de conmutacin porvuelta)vuelta)

Como veremos ms adelante, losComo veremos ms adelante, los BrushlessBrushless DC producen un rizado deDC producen un rizado depar mayor lospar mayor los brushlessbrushless AC, pero la electrnica de control es msAC, pero la electrnica de control es mssencilla y son por ello ms baratossencilla y son por ello ms baratos



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44

S r omotor rush ss D /

elecelecelecelecelecelec

IIAA

IIBB

IICC

6060120120 180180

240240 300300

360360 elecelec

elecelec

elecelec

II116060

120120 180180

240240 300300

360360

II22

II33

ConmutacinConmutacin Brushless DCBrushless DC ConmutacinConmutacin Brushless ACBrushless AC



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45

Como todos los motoresComo todos los motores sncronossncronos, el par suministrado por el motor, el par suministrado por el motordepende de la fuerza magntica de los imanes permanentes (depende de la fuerza magntica de los imanes permanentes (FrFr), de), defuerza magntica de los bobinados del estator y del seno del ngfuerza magntica de los bobinados del estator y del seno del ngulouloque existe entre estas dos fuerzas:que existe entre estas dos fuerzas:

TT FrFr**FsFs*sin(*sin())

FsFs

FrFr

(i,T)(i,T) : depende de la carga: depende de la carga

Par y corriente del estatorPar y corriente del estator

Fs(i)Fs(i) : depende de la corriente del estator: depende de la corriente del estator

FrFr : constante: constante



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El mximo par y la mxima eficacia se da cuando el nguloEl mximo par y la mxima eficacia se da cuando el ngulo ees de 90s de 90grados elctricos a corriente constantegrados elctricos a corriente constante

Como losComo los drives Brushlessdrives Brushless DC slo tienen 6 posibles posiciones deDC slo tienen 6 posibles posiciones deconmutacin por una revolucin elctrica NO ES POSIBLE que elconmutacin por una revolucin elctrica NO ES POSIBLE que elngulo sea de 90 en todo momento. En cambio elngulo sea de 90 en todo momento. En cambio el brushlessbrushless AC alAC al

tener ms posiciones de conmutacin puede controlar la conmutacitener ms posiciones de conmutacin puede controlar la conmutacinnsiempre alrededor de 90siempre alrededor de 90

Consecuencia: Rizado de par en los motoresConsecuencia: Rizado de par en los motores BrushlessBrushless DC, crtico aDC, crtico abajas revolucionesbajas revoluciones



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47

FrFr

9090FsFs

909011T/TT/THH

tt2211

Rizado de parRizado de parBrushlessBrushlessACAC

11

T/TT/THH

0,8660,866

tt

Rizado de parRizado de parBrushlessBrushless DCDC

En la fbrica de ayer


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48

y

Integracinsistema

Regulacon Posicin

Preciso, Rpido

Posicionamiento

Regulacin Par

Regulacinvelocidad

Variacin velocidad

Accionamientosencillo

Servo

PaP

CC

CA CA Bobinado

Soft

Pequeo Mediano Grande Muy grande

En la fbrica de ayer Par / Velocidad


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49

y

Frecuencia

Par

1

2,5 Hz0,02 Hz0,002 Hz

SERVO CORRIENTE

CONTNUA

0,5

rpm

0,05

rpm

CORRIENTE

ALTERNA

75

rpm

La Evolucin


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50

Criterio econmico Coste = Compra + Instalacin + Mantenimiento

Criterio Calidad

Cumplir calidad, precio y servicio acordados con el cliente

Calidad: Requiere un proceso productivo estable

Precio: Productividad, sin incidencias

Servicio: Trabajo libre de incidencias

Criterio Supervisin

Seguimiento en tiempo real de parmetros crticos Anticipacin de problemas. Tendencias con SPC

Histricos proceso, incidencias

CONCLUSIONES


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51

Necesitamos equipos con altas prestaciones tcnicas paramejorar la productividad

Los accionamientos deben tener costes lo mas bajos posibles

Deben tener el menor nmero de incidencias para la mxima

fiabilidad

Hemos de poder integrarlos a los sistemas de supervisin

SOLUCIONES Costes


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52

MOTOR +EQUIPO

COMPRA INSTALACION MANTENIMIENTO

CC ALTO MEDIO ALTO

CA BAJO BAJO MUY BAJO

ROTORBOBINADO ALTO MEDIO ALTO

PASO A PASO BAJO BAJO BAJO

SERVO ALTO MEDIO BAJO

SOLUCIONES Prestaciones tecnicas


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Las soluciones de automatizacin exigen:

Alta respuesta dinmicaAlta respuesta dinmica

Sistemas faciles de configurarSistemas faciles de configurar

DisponibilidadDisponibilidad

Comparacin CC CA - Servos


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Que significa Alta Respuesta DinmicaAlta Respuesta Dinmica?

Posicionado preciso Precisin en velocidad

Capacidad de sobrecarga Rango de velocidad

Par estable Comportamiento dinmico

Unas altas prestaciones dinmicas producen procesos de produccin

mas rpidos, con ms ciclos y como consecuencia una mayor eficienciade produccin

Comparacin CC CA Servos


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55

Parametros de las prestaciones dinmicas

Peso

Inercia

Tiempo de aceleracin

Comportamiento dinmico

Comparacin CC CA Servos Peso


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Los servomotores son claramente los de menor peso. EnLos servomotores son claramente los de menor peso. Enparticular en sistemas donde el motor se mueve junto con elparticular en sistemas donde el motor se mueve junto con elelemento accionado un menor peso representa una gran ventaja.elemento accionado un menor peso representa una gran ventaja.

El grfico muestra el peso deEl grfico muestra el peso de

rotor y estator de motoresrotor y estator de motores

con pares similarescon pares similares

InductionInductionmotormotor

DCDCmotormotor

ServoServomotormotor

MotoresMotores InduccinInduccin : 8,8 kg/kW: 8,8 kg/kW

MotoresMotores C.C. : 12,7 kg/kWC.C. : 12,7 kg/kW ServomotoresServomotores : 5,2 kg/kW: 5,2 kg/kW

Comparacin CC CA Servos Peso


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Comparacin CC CA Servos Inercia


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Un motor con un bajo momento de inercia es mas favorableen prestaciones dinmicas.

Tanto mas cuanto mayor sea el momento de inercia de la

masa a moverVemos que un motor C.C.

Tiene el 467% mas inercia

que uno de induccin, quetiene un 220% mas que un

servomotorInductionInduction

motormotorDCDC

motormotorServoServomotormotor

Comparacin CC CA Servos Aceleracin


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El servomotor tiene entre

sus caracteristicas un

tiempo de acceleracinmuy bajo incluso con el

par mximo.

Su aceleracin es el 1000%que la del Motor C.C. Y el

400% que el de induccin InductionInductionmotormotor

DCDC

motormotor

ServoServo

motormotor

Comparacin CC CA Servos Dinmica


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El servomotor es :

10 veces mas dinmico que

el motor de C.C. y5 veces mas que el deinduccin.

InductionInduction

motormotor

DCDC

motormotor

ServoServo

motormotor

Comparacin CC CA Servos Conclusiones


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El servomotorEl servomotor tienetiene::

Altas prestacionesAltas prestaciones dinmicasdinmicas,,

Amplio rangoAmplio rango dede velocidadvelocidad,,

AltaAlta precisinprecisin dede posicionadoposicionado,,

Par aPar a velocidadvelocidad cerocero AltaAlta capacidadcapacidad dede sobreparsobrepar (3*(3*MnMn).).

Es laEs la mejor solucinmejor solucin enen accionamientos rpidosaccionamientos rpidosyy precisosprecisos

LaLa configuracinconfiguracin dede los sistemas es cada vez mas fcillos sistemas es cada vez mas fcil con lacon la ayudaayudadede los programaslos programas de altode alto nivelnivel..

Comparacin CC CA Servos Conclusiones


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Los motores tiene perdidas en el cobre y en el hierroLos motores tiene perdidas en el cobre y en el hierro

En motores con escobillas tenemos hierro y bobinas en el rotor,En motores con escobillas tenemos hierro y bobinas en el rotor,causando altas temperaturas y limitando sus prestaciones.causando altas temperaturas y limitando sus prestaciones.

Los que no tienen escobillas tienen hierro y bobinas en el estatLos que no tienen escobillas tienen hierro y bobinas en el estatoror

donde la disipacin del calor es mas fcil.donde la disipacin del calor es mas fcil.

El diseo del rotor sin escobillas reduce su inercia y permiteEl diseo del rotor sin escobillas reduce su inercia y permite unaunarespuesta dinmica mas rpida.respuesta dinmica mas rpida.

La vida de un rotor bobinado es mas corta debido a las escobillaLa vida de un rotor bobinado es mas corta debido a las escobillas y els y elcolector.colector.

LaLa desventajadesventaja dede loslos servosservos eses elel coste relativamentecoste relativamente altoalto

Comparacin Paso a paso Servos


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Los dos tiene muy buenas caracteristicas dinmicas

Los paso a paso tienen una gran cantidad de polos lo que nos dapasos muy pequeos que permiten afinar el posicionado

Esto hace que debamos mandar muchos pulsos para unposicionado, si lo hacemos rpidamente tenemos una frecuenciaalta que puede alcanzar la constante de tiempo del motor conriesgo de resonancia y grandes perdidas termicas.

Por ello su aplicacin se limita velocidades pequeas del orden

700 rpm

Trabajan en lazo abierto, con controladores mas sencillos

Comparacin Paso a paso Servos


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Los Servos tienen pocos pares de polos, la velocidad no estlimitada por la frecuencia de conmutacin

Las velocidades alcanzan las 6000 rpm

La conmutacin depende de:

La resolucin del encoder

La capacidad de clculo del controlador

Los servos tienen mayor precisin que los paso a paso

Los servos desprenden menos calor que los paso a paso, enigualdad de prestaciones son mas pequeos

Comparacin Paso a paso Servos ResumenResumen


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Typical range:

Steps / increments 200 4.096 10.000 20.000 40.000Resolution:in 360 Stepper

Servo

Positioning accuracy: Angular seconds 400 360 240 120 60 18[sec] Stepper

Servo

Positioning time: [msec] > 100 > 10(depends extremely on the Stepperapplication) Servo

Nominal motor speed: [RPM] 300 1.000 3.000 6.000 9.000StepperServo

Nominal motor torque: [Nm] 0,1 20 250

StepperServo

4.000.0001.048.576

Special

3 phase stepper versus AC - synchronous - servo

Comparacin Paso a paso Servos ResumenResumen


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Typical range:Motor mass momentof inertia:

[kg cm2] 0,1 20 400

StepperServo

[C] -25 -20 0 40Temperature range:StepperServo

[DM] 400 900 1400 2000Price example:1 Nm Stepper per motor (without options)

Servo(with servo also depending

20 Nm Stepper

of the feedback-system)

Servo

3 phase stepper versus AC - synchronous - servo

Comparacin Paso a paso Servos ResumenResumenrq

ue


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67

Paso-paso AC - Servo

same size

continio

usto

rque

continio

usto

rq

pea

kto

rque

nopeak

torque!!!

veloc

ity5500rpm

velocity70

0rpm

Situacin actual


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68

Asncrono Rotor Bobin. Servo Paso a Paso Continua

Cambios recientes VariadoresL i d d l id d h t d d


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Los variadores de velocidad han aumentado su gama depotencias alcanzan 630 KW en ejecuciones estandart.

Mantienen el par a velocidades muy bajas,

algunos modelos dan par a cero rpm

Incluyen numerosas funciones deautomatizacin

Opcionalmente pueden integraruna tarjeta autmata

Incluyen de serie comunicaciones Interface HMI mejorado, programable desde PC

Gama VariadoresPrestaciones

5


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70

ATV61ATV61De 0,75 kW a 630 kW 380/480 V

De 0,75 kW a 90 kW 200/240 V

ATV 71ATV 71

Par constantePar constante

De 0,37 kW a 90 kW 208/230 VDe 0,75 kW a 500 kW 380/480 V

0.1 0.75 1.5 2.2 3.7 11 30 220 500 15000.37 757.5

630 1200

5

4

3

2

1

Pot.

kW

ATV 31

De 0,37 a 15 kW200/230 V 380/500 V525/600 V

ATV21ATV21De 0,75 kW a 30kW

200/240V380/480V

ATV 11

De 0,18 a 2.2 kW100/200/230 V

Cambios recientes Servos

N s m d l s i nt d s n s pli i n s distint s d


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Nuevos modelos orientados a nuevas aplicaciones distintas delas tradicionales:

Envases y embalajes

Pick and Place

Aumento productividad Calculos simplificados con la ayuda de software adecuado

Puesta en marcha mas sencilla

Reconocimiento automatico del motor Autotuning PID

Sin controladores especificos, ordenes desde red decomunicaciones desde autmata sin tarjeta especial

Reduccin significativa de precios

Motores de pequea potencia con drive integrad



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ComunicacionesComunicaciones

Modbus RTU (Estndar)

CANOpen (Estndar) perfil DS402: hasta 64 drives puedenser conectados

PROFIBUS DP (opcional): perfil PPO-tipo 2 hasta 62 drivespueden ser conectados (32 max. sin repetidor)



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Hay dos formas de control de los Lexium05:- Modo local (Mediante E/S)- Modo bus de campo

(Modbus RTU, CANOpen o Profibus DP )

En Modo local el Lexium05 puede trabajar:- Control de par/corriente (emulacin encoder A/B)- Control de velocidad (emulacin encoder A/B)

- Reductor electrnico (entrada seal tipo A/B y P/D)

En modo bus de campo el Lexium05 puede trabajar:- Modo velocidad

- Modo posicin- Modo referencia



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Power Suite 2 para Altivar y Lexium 05

Fcil Setup:autotuning,osciloscopioFFT/Bode display para anlisis detallado deejes

Diagnstico : ms de 50 mensages, histricoadvertencias/ errores

Modos de operacin manual,

referencia/ gestin de modos posicin &velocidad y monitorizacin del bus de campo

Servos Dimensionado Electro-mecnico


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Los objetivos de este captulo son:Los objetivos de este captulo son:

Conocer los datos particulares de la instalacin para dimensionConocer los datos particulares de la instalacin para dimensionararla aplicacinla aplicacin

Conocer las herramientas disponibles para elConocer las herramientas disponibles para el dimensionamientodimensionamientode las aplicacionesde las aplicaciones

Conocer los criterios para analizar los resultados de los clculConocer los criterios para analizar los resultados de los clculos yos yseleccionar el motor, el modelo deseleccionar el motor, el modelo de LexiumLexium 05 necesario y el05 necesario y elreductor adecuado.reductor adecuado.



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Paso 1Paso 1 Tipo de accionamientoTipo de accionamientoDatos particulares del accionamientoDatos particulares del accionamiento

Pin cremalleraPin cremallera

* Peso (carga+ correas/cadenas)

* Diametro cilindros

*Anchura cilindros

* Material del cilindro(si no se sabe, conocer el peso)

Rozamiento esttico (N)Pretensin de correas/cadenas)

Cinta transportadora de correas/cadenasCinta transportadora de correas/cadenas husillohusillo

* Peso de los elementos mviles

* Diametro pin

*Anchura pin

* Material del pin cremallera

*ngulo de incllinacin respecto a la

horizontal. Si el ngulo es 0,conocer si hay un contrapeso

Rozamiento esttico (N)

* Peso (carga + mesa)

* Diametro husillo

* Longitud husillo

* Paso husillo

* tipo husillo y material

*ngulo de incllinacin respectoa a lahorizontal. Contrapeso?

Dimensiones del acoplamiento motor-husillo

Rozamiento esttico (N)*Parmetros necesarios*Parmetros necesarios



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Paso 2Paso 2Especificar los movimientos requeridosEspecificar los movimientos requeridos

Descripcin del ciclo que requiere el usuarioDescripcin del ciclo que requiere el usuario

Es importante determinar el ciclo primitivoEs importante determinar el ciclo primitivo

Normalmente el ciclo se compone de:Normalmente el ciclo se compone de:

Distintos posicionamientos en los cuales se definen normalmenteDistintos posicionamientos en los cuales se definen normalmente la posicin y el tiempola posicin y el tiempopara ese posicionamientopara ese posicionamiento

Entre estos posicionamientos puede haber tiempos muertos sin movEntre estos posicionamientos puede haber tiempos muertos sin movimientoimiento

Durante el movimiento, determinar si hay fuerzas que se oponganDurante el movimiento, determinar si hay fuerzas que se opongan al movimientoal movimiento



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Paso 3Paso 3 Clculo datos de posicionamientoClculo datos de posicionamiento

SchneiderSchneiderMotion Sizer

CymexCymexMotion Sizer

Al software se le deben introducir los siguientes datos:Al software se le deben introducir los siguientes datos:

Tipo de accionamientoTipo de accionamiento

Datos del accionamiento dados por el clienteDatos del accionamiento dados por el cliente

Ciclo de movimiento definido por el usuarioCiclo de movimiento definido por el usuario

El software calcular los valores:El software calcular los valores:

Par nominal (Par nominal (NmNm))

Par de Pico (Par de Pico (NmNm))

velocidad nominal (RPM)velocidad nominal (RPM) velocidad mxima (RPM)velocidad mxima (RPM)

Inercia total del sistema (Inercia total del sistema (kgkg/m2)/m2)

Servos Dimensionado Electro-mecnicoPaso 4Paso 4


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Factor de inercia (FI,Factor de inercia (FI, enen CymexCymex))

En la tecnologaEn la tecnologa brushless sncronabrushless sncrona es de vital importancia que la relacin entre la inercia del motes de vital importancia que la relacin entre la inercia del motoror(dato de catlogo) y de la carga (dato del software de(dato de catlogo) y de la carga (dato del software de dimensionamientodimensionamiento) sean) sean < 6< 6 Un factor de inercia mayor que 6, en sistemas dinmicos, con acoUn factor de inercia mayor que 6, en sistemas dinmicos, con acoplamientos con componente elstica yplamientos con componente elstica y

bajo rozamiento pueden provocar:bajo rozamiento pueden provocar:

Motor no se mueva aunque sobre el papel tenga par suficienteMotor no se mueva aunque sobre el papel tenga par suficiente

Rotura del eje del motorRotura del eje del motor En los casos de que el factor sea mayor, se podrn realizar dosEn los casos de que el factor sea mayor, se podrn realizar dos cosas:cosas:

Calcular un motor mayor (mayor inercia)Calcular un motor mayor (mayor inercia) solucisolucin econn econmicamica

Introducir un reductorIntroducir un reductor solucisolucin mn ms cara, pero de gran impacto en la inercias cara, pero de gran impacto en la inercia

CymexCymex

SchneiderSchneiderMotion SizerMotion Sizer

Analisis de los datosAnalisis de los datos

Eleccin del motor, reductor yEleccin del motor, reductor y

modelo de Lexiummodelo de Lexium



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Factor de inercia (FI,Factor de inercia (FI, enen CymexCymex))

El reductor permite reducir la inercia que ve el motor al cuadEl reductor permite reducir la inercia que ve el motor al cuadrado de la relacin de reduccinrado de la relacin de reduccinJJ22= J= J11 / i/ i22 En el caso de que la conexin del motor al accionamiento sea porEn el caso de que la conexin del motor al accionamiento sea por medio de poleas, se puede reducir lamedio de poleas, se puede reducir la

inercia cambiando la relacin de poleasinercia cambiando la relacin de poleas

CymexCymex



Eleccin del motor, reductor yEleccin del motor, reductor y

modelo de Lexiummodelo de Lexium


Paso 5Paso 5


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Los accionamientos deLos accionamientos de husillohusillo se caracterizan por:se caracterizan por:

Gran factor de multiplicacin, mayor reduccin cuanto menor seaGran factor de multiplicacin, mayor reduccin cuanto menor sea el pasoel paso Normalmente permiten velocidades lineales bajas. A velocidades eNormalmente permiten velocidades lineales bajas. A velocidades elevadas, el rozamiento del es enorme,levadas, el rozamiento del es enorme,

hacindolo as inviable.hacindolo as inviable.

Los accionamientos deLos accionamientos de pin/cremallerapin/cremallera se caracterizan por:se caracterizan por: Factor de multiplicacin medio, dependiendo del dimetro del piFactor de multiplicacin medio, dependiendo del dimetro del pinn

Permite velocidades lineales elevadasPermite velocidades lineales elevadas

Los accionamientos deLos accionamientos de cadenas/correascadenas/correas se caracterizan por:se caracterizan por: Factor de multiplicacin bajo, dependiendo del dimetro del ciliFactor de multiplicacin bajo, dependiendo del dimetro del cilindrondro

Permite velocidades lineales elevadasPermite velocidades lineales elevadas

CymexCymex



Eleccin del motor, reductor yEleccin del motor, reductor ymodelo de Lexiummodelo de Lexium



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Una vez adaptada la inercia, se debe de elegir el motor +Una vez adaptada la inercia, se debe de elegir el motor + drivedrive que da el par y la velocidad requeridas, paraque da el par y la velocidad requeridas, para

ello:ello: Par medio motor: (Par medio motor: (PnPn / i */ i * ), donde), donde : rendimiento del reductor e i: relaci: rendimiento del reductor e i: relacin den de

reduccireduccinn

Velocidad media motor:Velocidad media motor: NnNn * i* i Con estos datos se busca en el catlogo deCon estos datos se busca en el catlogo de LexiumLexium aquel motor+aquel motor+drivedrive que d estos valores enque d estos valores en rgimen nominalrgimen nominal

CymexCymex


Par nominal(Par nominal(PnPn))Par de Pico(Par de Pico(PmPm))

Velocidad nominal(Velocidad nominal(NnNn))

Velocidad mxima (Velocidad mxima (NmNm))


Paso 5Paso 5


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Comprobar que el motor elegidoComprobar que el motor elegido dd el par de pico, para ello:el par de pico, para ello:

Par pico motor: (Par pico motor: (PmPm / i */ i * ), donde), donde : rendimiento del reductor e i: relaci: rendimiento del reductor e i: relacin de reduccin de reduccinn Velocidad mxima motor:Velocidad mxima motor: NmNm * i* i

Con estos datos se busca en el catlogo deCon estos datos se busca en el catlogo de LexiumLexium aquel motor+aquel motor+drivedrive que d estos valores enque d estos valores en rgimen mximorgimen mximo

CymexCymex








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Paso 5Paso 5

Por ltimo comprobar que el factor de inercia para ese motor enPor ltimo comprobar que el factor de inercia para ese motor en concreto es correcto, para ello:concreto es correcto, para ello:

Leer de inercia del rotor del catlogo.Leer de inercia del rotor del catlogo. Atencin:Atencin: El catlogo da la inercia enEl catlogo da la inercia en grgr/cm2, para pasarlo a/cm2, para pasarlo a kgkg/m2, multiplicar el valor del catlogo por/m2, multiplicar el valor del catlogo por

1010

Calcular FI =Calcular FI = JcargaJcarga // JmotorJmotor

Comprobar que FI < 6; Si FI fuera mayor que 6 ir al motor siguieComprobar que FI < 6; Si FI fuera mayor que 6 ir al motor siguiente o elegir una relacin de reduccinnte o elegir una relacin de reduccinmayor, si la velocidad lo permite.mayor, si la velocidad lo permite.

CymexCymex






Gama Servo Motores y Drives

Par


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( Par contnuo, Nm )

Ejesindependientes

Lex ium15

15

>100

Multi-ejes sincronizados.SERCOS

10Lex ium 05

Sincronizacin de ejes

Lex ium 15

Lex ium 05

I c lA

Ic lA IFE/IFA

Lexium 15 : 0,5 .. 47 kWLexium 05 : 0,4 .. 5,6 kWIclA: 70-200W

EVOLUCIN PREVISTAEVOLUCIN PREVISTAEl nmero de aplicaciones de servomotores crecer en el futuro


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inmediato.Lo har especialmente en nuevas aplicaciones.

El variador de velocidad ha alcanzado:

El rango de potencia

Capacidad de generar par

La precisin

Para asumir la regulacin con motores CA de la casi totalidad deaplicaciones.

En las aplicaciones mas sencillas sustituir a los servos

El motor Paso a paso mantendr su campo de aplicacin

El motor de CC y el de Rotor Bobinado tendern a desaparecer

En la fbrica del futuro


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Integracinsistema

Regulacon Posicin

Preciso, Rpido

Posicionamiento

Regulacin Par

Regulacinvelocidad

Variacin velocidad

Accionamientosencillo

Servo

PaP

CA

Soft

CA

Pequeo Mediano Grande Muy grande

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