Motion 2010
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Aplicação de Servomotores
Tips and trips
Alaor Mousa Saccomano - MOTION
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O que se espera de um controle de movimento com servomotor?
...alta potência...
...excelente precisão...
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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?
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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
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Quem manda na parte elétrica?
JJMM JJLL
TTMM
MM
MM
TTAA
TTLLTTAA
MM
MM
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Quem manda na parte elétrica?
JJMM JJLL
TTMM
TTLL
Torque = Torque Friccção + Torque de Aceleração
Atrito ViscosoVelocidade
Inércia
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Torque Eletromagnético
O TORQUE ELETROMAGNÉTICO é máximo quando os campos estão interagindo perpendicularmente
N
S
Br
Bs
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Malhas de Controle
Estou no local correto?????Estou no local correto?????
![Page 9: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/9.jpg)
Malhas de Controle - Comando
•Analógico (0..10V)Analógico (0..10V)•Pulso PWMPulso PWM•RedesRedes
Encoder, resolver, SSI, etcEncoder, resolver, SSI, etc
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Malhas de Controle - Efeitos
Rapidez na Rapidez na Resposta ao Resposta ao comandocomando
Rigidez DinâmicaRigidez DinâmicaRepetibilidade eRepetibilidade eRigidez EstáticaRigidez Estática
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Efeitos do Controle
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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
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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
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Por dentro de um Encoder….
RotorRotor
EstatorEstator
Foto-emissorFoto-emissor
Foto-receptorFoto-receptor
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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
![Page 16: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/16.jpg)
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
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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
![Page 18: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/18.jpg)
Bandwidth
-3dB (70,7%) com fase de 45°-3dB (70,7%) com fase de 45°
1 rad/s (0,16Hz)
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Bandwidth
-3dBDefasagem, 45°
BodeBode
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Posição e Velocidade
Área sob a Área sob a curva de curva de velocidade é velocidade é o valor da o valor da posiçãoposição
![Page 21: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/21.jpg)
Onde se aplicam…..
Montagem de Semicondutor Robôs Mesas X-Y Máquinas de Impressão
Fiação Flexográficas Scaners Bobinadoras
![Page 22: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/22.jpg)
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
![Page 23: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/23.jpg)
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
![Page 24: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/24.jpg)
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
![Page 25: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/25.jpg)
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
![Page 26: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/26.jpg)
G5G5
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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.....
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Servomotor G5
![Page 29: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/29.jpg)
Servomotor G5
Aumento da densidade de Aumento da densidade de cobre no estator em 70%cobre no estator em 70%
Núcleo repartidoNúcleo repartido
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Servomotor G5
![Page 31: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/31.jpg)
Servomotor G5
G-Series
Compactação, diminuindo as perdas no ferro em até 40%
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Servomotor G5
![Page 33: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/33.jpg)
Servomotor G5
Encoder Serial com interpolação semelhante a um SinCos e atuação similar ao EnDat
![Page 34: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/34.jpg)
entendendo.....
![Page 35: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/35.jpg)
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
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Servodrive G5
![Page 37: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/37.jpg)
Servodrive G5
![Page 38: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/38.jpg)
Servodrive G5 – Analogica/PWM
![Page 39: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/39.jpg)
Servodrive G5 – Mechatrolink 2
![Page 40: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/40.jpg)
Servodrive G5 - KT
![Page 41: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/41.jpg)
Servodrive G5 – KN - ML2
![Page 42: Motion 2010](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062511/54be13b24a7959fb078b4586/html5/thumbnails/42.jpg)
Servodrive G5