Warum ein komplettes Servosystem wählen?
Ein bürstenloser Servomotor erzeugt das Drehmoment, doch die Leistungsfähigkeit der gesamten Bewegungsachse hängt auch vom Servoantrieb ab, der die Strom-, Drehzahl- und Positionsregelkreise steuert.
Ebenso entscheidend sind der Encoder, der die tatsächliche Bewegung erfasst, sowie die SPS oder der Motion Controller, der die Maschine koordiniert.
Bei einem kompletten System desselben Herstellers sind Kabel, Parameter und Inbetriebnahme bereits aufeinander abgestimmt. Dies verkürzt die Inbetriebnahmezeit und vereinfacht die Fehlersuche.
Das SANYO DENKI Produktsortiment von RTA
- G Series — Produkttyp: Kompaktes Servosystem — Hauptmerkmale: GADWA-Zweiachs-Servoantrieb mit EtherCAT und 230 VAC sowie GADSA-Servoantrieb; GAM2A-Motoren von 100 W bis 1,5 kW mit 23-Bit-Multiturn-Absolutwertgeber.
- R Series Servoantriebe — Produkttyp: Servoantriebe — Hauptmerkmale: RS3A mit 230 VAC und RS3C mit 400 VAC, EtherCAT oder Analogeingang; RF2K als Vierachs-EtherCAT-Servoantrieb mit 48 VDC.
- R & Q Series Servomotoren — Produkttyp: Servomotoren — Hauptmerkmale: R2AA/R1AA für 230 VAC, R2CA für 400 VAC mit Leistungen bis 15 kW, R2GD für 48 VDC sowie Q2AA.
Jeder Servomotor muss mit dem passenden Servoantrieb kombiniert werden, der in der technischen Dokumentation von SANYO DENKI angegeben ist.
RTA stellt die kompatiblen Motor-Antriebs-Kombinationen auf den jeweiligen Produktseiten bereit.
Bürstenlose Servoantriebe: Schnittstellen und Sicherheit
Die Auswahl eines SANYO DENKI Servoantriebs richtet sich nach der verfügbaren Spannungsversorgung und der benötigten Steuerungsschnittstelle:
- EtherCAT für die koordinierte Mehrachssteuerung über SPS oder Motion Controller.
- Analogeingang oder Step & Direction für klassische Steuerungsarchitekturen.
Viele Modelle verfügen über die integrierte Sicherheitsfunktion STO (Safe Torque Off) mit SIL3 / PL e, wodurch die Entwicklung der funktionalen Maschinensicherheit vereinfacht wird.
Zweiachs-Servoantriebe (GADWA) und Vierachs-Servoantriebe (RF2K) reduzieren den Platzbedarf und den Verkabelungsaufwand im Schaltschrank.
Bei der Auswahl sollten Dauerstrom und Spitzenstrom, die Dauer der Beschleunigungsphasen, die regenerative Bremsenergie sowie eventuell erforderliche externe Bremswiderstände berücksichtigt werden.
Auch die Wärmeabfuhr im Schaltschrank ist ein wichtiger Faktor.
Bürstenlose Servomotoren: Mehr als nur die Leistung in Watt
Bei der Auswahl eines bürstenlosen Servomotors sind vor allem das Dauerdrehmoment, das Spitzendrehmoment, die Drehzahl, das Rotorträgheitsmoment und die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie entscheidend.
SANYO DENKI Servomotoren erreichen bei bestimmten Modellen der G Series Drehzahlen von bis zu 6.500 U/min und gehören zu den kompaktesten Motoren ihrer Klasse.
Die verfügbaren Encoder reichen von 17-Bit-Inkrementalgebern bis zu batterielosen 23-Bit-Multiturn-Absolutwertgebern.
Servosysteme mit 48 VDC, 230 VAC und 400 VAC
- 48 VDC: RF2K-Servoantriebe und R2GD-Motoren für kompakte Maschinen, mobile Roboter und Niederspannungsanwendungen, mit Motorleistungen von 50 W bis 300 W.
- 230 VAC: G Series und R Series RS3A mit R2AA/R1AA-Motoren. Dieses breite Produktsortiment eignet sich für die meisten automatisierten Maschinen.
- 400 VAC: RS3C-Servoantriebe und R2CA-Motoren mit Leistungen bis 15 kW, für leistungsstarke Bewegungsachsen und Industriemaschinen mit dreiphasiger Spannungsversorgung.
So dimensionieren Sie ein bürstenloses Servosystem
Die Dimensionierung eines Servosystems beginnt mit dem Bewegungsprofil: Verfahrweg oder Drehwinkel, Zykluszeit, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung.
Weitere wichtige Parameter sind die Last, die Reibung, die mechanische Kraftübertragung, das auf die Motorwelle bezogene Lastträgheitsmoment sowie die Schwerkraft bei vertikalen Achsen.
Anhand dieser Daten wird das effektive Drehmoment (RMS) mit dem Dauerdrehmoment des Motors verglichen. Gleichzeitig müssen die auftretenden Drehmomentspitzen innerhalb des maximal zulässigen Drehmoments liegen.
Ein typisches Beispiel ist eine Positionierachse mit häufigen Start- und Stoppvorgängen.
Ein Motor kann aufgrund seiner Nennleistung zunächst geeignet erscheinen, während die kurzzeitigen Drehmomentanforderungen seine thermischen Grenzen überschreiten.
Ein überdimensionierter Motor kann dagegen zu einem ungünstigeren Trägheitsverhältnis und einer schwierigeren Reglerabstimmung führen.
Der technische Support von RTA unterstützt Sie bei der Überprüfung der passenden Motor-Antriebs-Kombination, einschließlich der erforderlichen Bremswiderstände und Sicherheitsanforderungen.
Batterielose Absolutwertgeber: Neustart ohne Referenzfahrt
Mit einem batterielosen Multiturn-Absolutwertgeber bleiben die Positionsinformationen des Servosystems auch bei ausgeschalteter Maschine erhalten.
Dadurch entfallen der regelmäßige Batteriewechsel und bei entsprechender Systemkonfiguration die Referenzfahrt beim Wiedereinschalten.
Bei Maschinen mit vielen Achsen bedeutet dies weniger Stillstandszeiten und einen geringeren Wartungsaufwand.
Die Auflösung des Encoders ist jedoch nur ein Faktor für die endgültige Positioniergenauigkeit der Achse.
Diese hängt auch von Getrieben, mechanischem Spiel und Wellenkupplungen ab.
Servomotor mit Planetengetriebe
Wenn eine Anwendung ein höheres Ausgangsdrehmoment und eine niedrigere Abtriebsdrehzahl erfordert, können SANYO DENKI Servomotoren mit den Planetengetrieben der SG-Serie für bürstenlose Motoren kombiniert werden.
Diese Getriebe werden direkt am Motor montiert, bieten ein Verdrehspiel ab 12 Winkelminuten (arcmin) und werden in Italien gefertigt und geprüft.
Typische Anwendungen bürstenloser Servosysteme
Bürstenlose Servosysteme kommen in Verpackungsmaschinen, hochdynamischen Bewegungsachsen, Mehrachs-Automatisierungssystemen, der Robotik, Positioniersystemen und Sondermaschinen zum Einsatz.
Bei weniger anspruchsvollen Bewegungsanforderungen können auch Schrittmotoren in Kombination mit RTA-Schrittmotor-Endstufen eine geeignete Lösung darstellen.
RTA bietet beide Technologien an und unterstützt Sie dabei, die wirtschaftlich und technisch optimale Antriebslösung für Ihren Bewegungszyklus auszuwählen.
