Интегрированный сервопривод EMCA

В промышленной автоматизации все чаще и чаще появляются задачи изменения формата, перестройки на другой продукт, перемещения упоров. Традиционно такие задачи решались или с помощью ручной подстройки (например, колесо и винтовая передача), или с помощью двигателей постоянного тока. Однако ручные операции существенно снижают производительность и в настоящее время в автоматизированных линиях от них уходят, а двигатели постоянного тока обладают ограниченным ресурсом.

Именно для таких задач локальной автоматизации компания Festo разработала новый компактный сервопривод с интегрированным контроллером на базе бесколлекторного двигателя постоянного тока (BLDC), который лишен самого основного недостатка – щеток. Рассмотрим подробнее устройство, особенности нового сервопривода, а также основные области его применения.

Устройство и особенности сервопривода EMCA

EMCA построен по принципу интегрированного сервопривода: двигатель, энкодер, силовая и управляющая электроника расположены в едином конструктиве. В качестве двигателя используется компактная синхронная машина с постоянными магнитами. Бесколлекторная коммутация обмоток производится с помощью силовых ключей – МОП-транзисторов. Управление коммутацией, контурами обратной связи, задание траектории движения возложено на микропроцессорный контроллер, также расположенный в корпусе устройства.

Такое конструктивное решение позволяет избежать длинных силовых и энкодерных кабелей, а, как следствие, улучшить электромагнитную совместимость устройства. Также такое решение сокращает время на монтаж и ввод в эксплуатацию сервопривода. 

Поскольку основной задачей EMCA является позиционирование – в базовую функциональность встроен генератор траекторий движения и таблица позиций на 64 записи. Т.е. в случае необходимости перехода в конкретную точку достаточно выбрать номер позиции и дать команду «старт».

Комплектация и опции EMCA

Сервопривод имеет один типоразмер и может быть выполнен в двух вариантах длины: S и M (короткая и средняя). Стандартно EMCA оснащается абсолютным магнитным энкодером на 12-бит для задач коммутации и позиционирования, однако в качестве опции можно установить электронный многооборотный абсолютный энкодер (с памятью позиций до 7 суток без источника питания).

Так как довольно часто задачи перемещения упоров носят вертикальный характер, то предусмотрена опция стояночного тормоза. Тормозом можно управлять и с помощью внешних сигналов.

Для управления устройством предусмотрен выбор из трех вариантов протокола: CANopen, EthernetIP и логические входы/выходы. Надо отметить, что интерфейс необходимо выбрать при заказе. Т.е. нельзя, например, заказать CANopen, а потом управлять через входы/выходы. Через CANopen помимо позиционирования возможно реализовать и взаимосвязанное управление сервоприводами. Для этого предусмотрен протокол DS-402.

Интегрированный сервопривод EMCA является самостоятельным устройством управляющим движением, поэтому для работы с ним предусмотрены функции, обеспечивающие безопасность – STO (Safe Torque Off – безопасное отключение крутящего момента).

В зависимости от зоны, где будет установлен сервопривод, можно выбрать степень защиты от воды и пыли: базовая IP54 или увеличенная IP65. Для такого рода двигателей степень защиты должна быть не ниже IP54, потому как установка и двигателя и электроники происходит прямо на линии без шкафа управления.

Для обеспечения необходимых параметров движения предусмотрены опциональные компактные планетарные редукторы с широким набором передаточных чисел, а также внешний тормозной резистор. Требования по активному теплоотводу не позволяют встроить тормозной резистор прямо в корпус EMCA.

Для монтажа сервопривода на электромеханических приводах Festo предусмотрены монтажные комплекты (фланцы, муфты). Таким образом, получается комплектное решение задачи перемещения.

Настройка и конфигурация привода проиcходит с помощью интуитивно понятного программного обеспечения FCT (Festo Configuration Tool) по сети Ethernet. В случае компоновки с электромеханическими приводами Festo настройка привода занимает считанные минуты.

Технические характеристики

Применения интегрированного сервопривода

Сервопривод EMCA может быть использован, как для перемещения упоров или изменения форматов, так и для задач локальной автоматизации (толкатели, делители потоков, поворотные столы). Машины печати и постпечатной подготовки, упаковочные и этикетировочные автоматы, деревообрабатывающее оборудование, текстильные машины, медицинские технологии, конвейеры, маркировка и изготовление электроники – все это области применения нового продукта от Festo – интегрированного сервопривода EMCA.