精密自動化のためのサーボドライブの選択: 要件から検証まで

割出し軸が目標に到達すると、次の動作の前に振動します。即座に反応するのは、新しいアンプを購入することです。より良い出発点として、サーボドライブの選択マシンが達成しなければならないことを確立し、それを妨げるものを特定することです。

基礎となるアーキテクチャについては、ガイドを参照してください。サーボドライブコンポーネントとフィードバックループ。この記事では、高精度オートメーション用のサーボ ドライブを比較するエンジニア向けに、その後の購入と検証の決定に焦点を当てます。

マシンが実際に必要とする精度を定義する

位置決め精度、再現性、分解能が違う

サーボドライブの選択方法を知るには、混同されやすい 3 つの測定値を分離することから始まります。サーボドライブの精度は、絶縁アンプの仕様ではなく、システムの問題として扱ってください。

解像度は精度を保証するものではありません。仮説的な例として、エンコーダは 1 マイクロメートルの増分で動きを表現する一方で、機構は意図した位置から 20 マイクロメートルのところで繰り返し停止するとします。細かい増分だけでは、正確な荷重位置を証明することはできません。

最終的な順位だけでなく、ダイナミックなパフォーマンスも含める

次のエラー動作中に指令された位置と測定された位置を比較します。オーバーシュートターゲットを超えた動きを指します。整定時間コマンドされた移動が終了した後、軸が指定された許容範囲に入り、その範囲内に留まるまでにかかる時間を測定します。必要な観察期間を明記してください。

アプリケーションに応じて、品質が最終位置に依存するか、動作中のパスに依存するか、またはその両方に依存するかを決定します。最終的に正しく到着する軸でも、サイクル タイム要件を満たさない可能性があります。

ドライブを比較する前に動作要件シートを作成する

推奨事項を要求する前に、このサーボ ドライブ選択チェックリストを使用してください。サプライヤーのヘッドライン仕様をターゲットとして採用するのではなく、プロジェクトの値を入力します。

負荷慣性を定義するときは、ペイロードだけでなく移動機構も含めてください。この完成したシートをすべての候補の見積書と一緒に保管してください。

サーボドライブが実際の制限であるかどうかを確認する

制御の問題を機械的およびフィードバックの問題から分離する

アンプの故障を証明するものではなく、調査の結果として症状を扱います。バックラッシュ、コンプライアンス、およびフィードバックの制限は、ドライブの宣伝されているパフォーマンスとは関係なく、位置決めに影響を与える可能性があります。

これらは提案されたチェックであり、診断手順ではありません。資格のある担当者に、機械と製造元の文書から適切な調査を決定してもらいます。

既存のドライブに欠けている機能を特定する

「現在の構成は必要な外部フィードバックをサポートしていません」または「加速中に軸が検証された電流能力を超えています」という具体的なギャップ ステートメントを作成します。 「ドライブが古い」などの発言は避けてください。

欠落している機能が本当に利用できないのか、オプションが必要なのか、すでに存在しているが設定されていないのかを確認してください。各ギャップの横にサポートマニュアルのリファレンスを記録します。

チューニングや機械的補正をいつ最初に行うべきかを知る

検証済みの修正が動作制限内の要件を満たしている場合は、既存のハードウェアを維持します。重要な機能が利用できないままである場合、または必要な負荷がサポートされている構成を超えている場合は、交換を検討してください。

別のマシンからの一般的なゲイン設定を適用しないでください。調整は、適切な保護手段とその後の性能テストを備えた、制御された試運転作業として扱います。メーカーのチューニング機能は、特定のマシン特性に適合することを目的としています。

動作要件をドライブ能力に変換

測定点のフィードバック アーキテクチャを選択する

モーター エンコーダーはモーターの動きを測定しますが、必ずしもツールやワークピースの最終位置を測定するわけではありません。伝送エラーが問題となる場合は、負荷時のフィードバックと、候補が必要な完全閉ループ アーキテクチャをサポートしているかどうかを調査します。

測定場所、フィードバックデバイス、インターフェース、サポートされる制御配置を指定します。ファミリ内のすべてのアンプが同じ外部エンコーダを受け入れたり、スケールを追加すると機械的問題が自動的に解決されるとは考えないでください。

必要な結果でチューニングと制振を評価

調整機能を整定時間、オーバーシュート、残留振動の目標と比較します。たとえば、三菱電機は、MR-J5 クイック チューニングを制御ゲインと共振抑制フィルターの設定と説明し、その他のチューニング機能は機械的特性と整定性能に対応します。選択した構成への適用性を確認します。

これは機能の一例であり、マシンの精度が向上することを約束するものではありません。 「自動チューニングが含まれている」ことを成功の証拠として受け入れるのではなく、実際の負荷の下で同等の応答トレースを求めてください。

定格電力だけでなく、電流とデューティ要件も一致

モーターのトルクと速度の要件に加えて、連続電流、ピーク電流、許容ピーク持続時間、回復条件を評価します。加速、処理力、保持期間、減速をデューティ サイクルに含めます。評価を比較する前に、メーカーの現在の規約を確認してください。

計算例として、RMS 振幅として表される必要なモーター相電流が、繰り返しサイクルで 0.2 秒間で 8 A、0.8 秒間で 2 A であると仮定します。等価サイクルは次のとおりです。

= √[(8² × 0.2 + 2² × 0.8) / 1.0]=4 A と同等です。

これは、4 A ドライブが適切であることを証明するものではありません。また、モーターが熱制限と速度制限内に留まりながら、8 A の間隔と繰り返しパターンをサポートする必要もあります。過負荷間隔が長い場合は、単純な RMS 計算を超えた熱解析が必要になる場合があります。

システム要件として多軸通信を評価する-

軸数、必要な調整、コントローラーの機能、ネットワークのタイミング、エンジニアリング ソフトウェアのサポートを指定します。共有イーサネット コネクタまたはプロトコル名は、必要なモーション機能がサポートされていることを証明するものではありません。たとえば、Siemens のドキュメントでは、ドライブのバージョン、テレグラム、同期、軸構成について個別に説明しています。

このマトリックスを使用して、提案された機能を受け入れの証拠に結び付けます。

モデルを最終候補に挙げる前に互換性を確認する

候補者を承認する前に、次のチェックを使用してサーボ ドライブの互換性を文書化します。

モーター、エンコーダー、ブレーキ、ケーブルの組み合わせを確認してください

電力定格やファミリー名だけでなく、完全な注文コードを記録します。モーターのサポート、電圧、電流、フィードバック インターフェイス、ブレーキ要件、コネクタの割り当て、ケーブル仕様を確認します。

ケーブルの長さ、柔軟性、信号特性は、モーターやドライブと並んで注目に値します。物理的に適合するコネクタは、サポートされている電気的組み合わせの十分な証拠ではありません。

PLC、モーションインターフェイス、エンジニアリングソフトウェアのサポートを確認する

正確な PLC、モーション機能、ドライブ インターフェイス、デバイスの説明、ファームウェア、エンジニアリング ソフトウェアのバージョンを確認します。基本データの交換と、必要な測位または同期タスクの実行を区別します。シーメンスは、CPU ファームウェアとエンジニアリング ソフトウェア機能の間の依存関係についても文書化しています。

背景については、を参照してください。サーボドライブとシーメンス PLC の統合。すべての実装の詳細を、特定の機器の現在のマニュアルと照らし合わせて確認してください。

互換性を前提とせずに製品ファミリーを比較する

「シーメンスと三菱」ではなく、完全な構成を別の完全な構成と比較します。正確なドライブの種類、サポートされているモーター、フィードバック、コントローラー、および必要なオプションを特定します。

アレン-ブラッドリーのプロジェクトでは、Kinetix の選択および互換性ガイドは、個別のファミリー比較を提供します。この記事の要件シートを、候補者を評価するための共通の基礎として保管してください。

設置および安全要件を含める

供給条件、キャビネットの冷却、スペース、環境、回生エネルギーの取り扱い、必要な安全機能を検討します。モデルのドキュメントには、構成、ファームウェア、および動作条件に基づいて制限が課される場合があります。ある製品の制限を別の製品に譲渡しないでください。

機械の安全要件については、資格のあるエンジニアリングレビューを使用してください。この選択ガイドには、配線手順、安全設定、または保護機能を変更するための許可は記載されていません。

候補リストを承認する前に、互換性レコードを作成します。

ドライブとモーターの詳細を送信してください銘板の写真と申請要件を添えて CHENTUO までお送りください。特定された構成に対して、未解決の項目を明確に記載した上で見積もりを依頼してください。

現実世界の精度検証を計画する-

変更を加える前にベースラインを記録する

既存の設定、関連パラメータ、ファームウェアのバージョン、モーション プログラムを保存します。測定方法、荷重、温度条件、軌跡、性能上の問題点を記録します。

ハードウェアを変更する前に受け入れテストを定義します。そうしないと、マシンの要件が満たされているかどうかがわからないまま、チームはトレースが「より良く見える」かどうかについて議論することになる可能性があります。

同等の条件での結果の比較

比較するには、荷重、速度、加速度、動作プロファイル、測定方法を一定に保ちます。最適なサイクルを選択するのではなく、必要に応じて冷間および温間での動作を含む関連する動作範囲をテストし、測定を繰り返します。

モーターのフィードバックでは最終結果を確立できない、必要な負荷位置で独立した測定を使用します。主張されている許容差を証拠で裏付けることができるように、機器の不確実性とサンプリング条件を記録します。

明示的な前提を備えた実際の例を使用する

仮想の包装インデックス軸を考えてみましょう。移動距離 100 mm、ペイロード 2 kg、目標サイクル 0.8 秒、最終位置誤差 ±0.05 mm 以内、整定 80 ミリ秒以内を想定します。これらは教育上の仮定であり、CHENTUO の顧客結果や推奨される一般的な公差ではありません。

生産では、軸が位置バンド内に 50 ミリ秒間留まる必要があるとします。その観察期間をセトリング テストに含め、再現性を各テスト条件で 30 回繰り返された動作にわたる合計位置範囲として定義します。

3 つのルートをテストします: 保持および最適化、選択したコンポーネントのアップグレード、または一致するシステムの交換。測定結果が関連するすべての基準を満たした場合にのみ、ルートを承認します。ベースラインを超えた改善が必ずしも合格であるとは限りません。

価格だけでなくアップグレード パスも比較

システムの維持、部分アップグレード、および交換の比較

次の比較を使用して、サーボ ドライブのアップグレードの決定と見積もりリクエストを構成します。各ルートをあらかじめ決められた勝者ではなく、候補として扱います。

総設​​置コストの比較を作成する

ドライブ、モーターまたはフィードバックの変更、ケーブル、ブレーキまたは回生アクセサリ、コントローラーの変更、ソフトウェア、設置、試運転、および受け入れテストについては、個別の図をリクエストしてください。独自のダウンタイム許容量と、トレーニングまたはスペアパーツの要件を追加します。

未解決の互換性に関する質問に対する除外事項と責任を特定するよう各入札者に依頼します。ハードウェアの見積もりと委託システムの見積もりを交換可能な価格として扱うのではなく、同等の範囲を比較します。

モデルの準備-具体的な問い合わせ

CHENTUO が公開している製品範囲には、サーボ ドライブ、サーボ モーター、PLC、モーション機器、ケーブルが含まれます。要求を準備するときに、公称電力定格だけを送信するのではなく、そのシステム コンテキストを使用します。読むチェントゥオについて会社の背景について。

置換プロジェクトの場合は、既存の構成から開始します

完全なドライブ モデル、モーターの銘板の写真、コントローラー モデル、フィードバックの詳細、既知のファームウェア バージョンを送信します。アプリケーションの問題を含め、目的が元の機能の復元なのか、パフォーマンスの向上なのかを明確にします。

残しておく必要があるコンポーネントと利用可能なシャットダウン ウィンドウを特定します。不足している情報は推測ではなく「確認中」としてマークしてください。

新しいプロジェクトの場合は、要件シートを送信してください

提案された制御アーキテクチャ、数量、要求納期、目的地を記載した完成した動作要件シートを送信します。正確なモデル、付属品、優れた技術チェックを見積書に記載してもらいます。

モデルのリクエスト-具体的な見積もりチェントゥから。最適なサーボ ドライブの選択とは、単に宣伝されている最高の仕様を備えた製品ではなく、お客様の要件を満たし、明確な検証パスを持つ文書化された構成です。

よくある質問

 

 

エンコーダの解像度を高くすると、マシンの精度が向上しますか?{0}

自動的ではありません。エンコーダの分解能は測定の増分を表しますが、最終的な精度は測定システムと機構にも依存します。より詳細なフィードバックを選択する前に、どのエラーがアプリケーションを制限しているかを確認してください。

サーボドライブを同じ定格出力の別のモデルと交換できますか?

力だけではありません。モーター、フィードバック、電流能力、電圧、コントローラーインターフェイス、ケーブル、および必要な安全設備を確認してください。 kW 値を一致させるのではなく、完全な構成を比較します。

ドライブをアップグレードするときに、既存のサーボ モーターを維持できますか?

可能ですが、その正確な組み合わせをサポートするメーカーのドキュメントが必要です。レビューには完全なモーター コード、エンコーダー タイプ、ケーブルの詳細を含めてください。モーターが同じブランドに属しているため、サポートを想定しないでください。

サーボドライブが PLC で動作するかどうかを確認するにはどうすればよいですか?

コントローラのモデル、必要なモーション機能、ネットワーク、ドライブの種類、ファームウェア、エンジニアリング ソフトウェアを確認します。メーカーの統合ドキュメントを確認し、単なる基本的な通信だけでなく、必要なタスクを確認してください。

自動チューニングは必要な精度を達成するのに十分ですか?

いいえ、ゲインとフィルタの調整には役立ちますが、意図した動作条件下での許容測定が必要です。書かれた要件に照らして、荷重位置、整定動作、サイクル タイムを評価します。

サーボドライブの見積もりを依頼する場合、どのような情報を送信すればよいですか?

交換の場合は、ドライブとモーターの ID、コントローラーの詳細、アプリケーションの問題を送信してください。新しいプロジェクトの場合は、モーション要件と制御アーキテクチャを送信してください。数量、目的地、時期を含めて、まだ確認を待っているものを特定します。

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