Las máquinas industriales tradicionalmente han separado el motor, la unidad, el dispositivo de retroalimentación y el sistema de control.
Esa arquitectura funciona bien, pero también puede significar más cables, más componentes y más espacio dentro del armario de la máquina.
Una nueva dirección es cada vez más visible en el control de movimiento: la integración de más funciones más cerca del motor.
Los recientes desarrollos de la industria están combinando la tecnología del motor con funciones de accionamiento, comunicaciones y diagnósticos. El 2 de octubre, Drives & Controls informaron sobre una plataforma de motor integrada usando IO-Link para llevar la información de comunicación y diagnóstico directamente al punto de movimiento. El enfoque pretende simplificar la arquitectura de la máquina y proporcionar a los sistemas de control más información a nivel de dispositivo.
Para los fabricantes de máquinas OEM, esta tendencia plantea una pregunta interesante.
Si el motor se vuelve más inteligente, ¿Qué pasa con la caja de cambios y el resto de la transmisión mecánica?
Desde componentes separados hasta movimiento integrado
Un servo tradicional o un eje de paso puede incluir varios elementos separados.
Ahí está el motor.
Puede haber una unidad separada.
La retroalimentación puede provende un codificador.
El sistema de control gestiona el eje.
Una caja de cambios puede reducir la velocidad y aumentar el par.
Sensores adicionales pueden monitorizar las condiciones de funcionamiento.
Cada componente tiene sus propios requisitos de cablee instalación.
Las tecnologías integradas del motor están intentando reducir algo de esta complejidad trayendo más funciones en el conjunto del motor o del actuador.
Esto puede reducir el número de componentes separados que los constructores de máquinas necesitan instalar.
También puede simplificar la puesta en marcha y el diagnóstico.
IO-Link trae más información a la máquina
Una de las partes interesantes de los últimos desarrollos de motores integrados es la comunicación.
Un motor ordinario proporciona principalmente salida mecánica.
Un motor conectado puede proporcionar información sobre sí mismo también.
Según el reciente informe Drives & Controls, el nuevo enfoque del motor IO-Link proporciona acceso a información como configuración, identificación, diagnóstico y datos operativos.
Esto es importante para los OEM porque el mantenimiento de la máquina se está convirtiendo cada vez más en un problema de datos, así como un problema mecánico.
Si un dispositivo puede identificarse a sí mismo e informar información útil de funcionamiento, los técnicos pueden pasar menos tiempo revisando el cable, buscando parámetros del dispositivo o solucionando problemas de un componente desconocido.
Los armarios de Control más pequeños pueden cambiar el diseño de la máquina
La reducción del número de dispositivos separados puede tener un efecto físico en la máquina.
Una máquina con menos componentes de accionamiento y trayecde cablemás cortos puede requerir menos espacio de armario.
Para equipos de automatización compactos, esto puede ser valioso.
Las máquinas empaquetadoras, equipos de inspección, sistemas de montaje electrónico y otras máquinas compactas de producción a menudo tienen un espacio limitado disponible para componentes eléctricos y mecánicos.
Por lo tanto, mover las funciones más cerca del punto de movimiento puede ayudar a los constructores de máquinas a repensar el diseño.
Pero la transmisión mecánica todavía tiene que adaptarse a esa arquitectura.
elCaja de cambiosNo desaparece
La tecnología de motor integrada no elimina la necesidad de una caja de cambios.
Un motor y una caja de cambios resuelven problemas diferentes.
El motor genera potencia mecánica.
La caja de cambios cambia la velocidad y el par y puede proporcionar las características mecánicas requeridas por el eje impulsado.
Por ejemplo, un servomotor de alta velocidad puede necesitar una caja de cambios planetaria para entregar un par de salida y velocidad adecuados.
Una articulación robótica puede utilizar un reducarmónico donde el tamaño compacto y la baja reacción son importantes.
Un reducrv puede ser seleccionado para un eje que requiere alta rigidez y capacidad de par.
Una caja de cambios en ángulo recto puede cambiar la dirección de transmisión cuando el espacio de la máquina es limitado.
La arquitectura de control puede ser más integrada, pero los requisitos mecánicos permanecen.
Más datos no significa automáticamente un mejor movimiento
También hay un límite práctico a lo que los componentes de movimiento conectados pueden resolver.
Un motor puede informar de su estado de funcionamiento.
Un controlador puede monitorizar datos.
Un sensor puede detectar un comportamiento anormal.
Pero ninguna de estas funciones puede compensar una caja de cambios seleccionada incorrectamente.
Si la relación de transmisión es incorrecta, el motor puede no funcionar en el punto de trabajo deseado.
Si la caja de cambios tiene una reacción excesiva, el software no puede eliminar completamente el juego mecánico.
Si el cojinete de salida está sobrecargado, la comunicación adicional no resolverá el problema mecánico.
Por lo tanto, el proceso básico de ingeniería sigue siendo importante.
El motor, la caja de cambios, la carga y el sistema de control deben considerarse juntos.
Motor y caja de cambios a juegoSe vuelve más importante
A medida que los sistemas de movimiento se vuelven más integrados, la compatibilidad de componentes se vuelve cada vez más importante.
Los ingenieros de OEM pueden necesitar evaluar:
El objetivo es crear un eje que funcione como un sistema completo en lugar de una colección de componentes independientes.
Esto es particularmente relevante para máquinas que usan múltiples ejes servo.
Un eje puede necesitar alta velocidad.
Otro puede necesitar un par alto.
Otro puede necesitar dimensiones compactas.
Por lo tanto, los requisitos de transmisión pueden ser diferentes incluso cuando la arquitectura de control está estandari.
¿Por qué esto es importante para la automatización Industrial
Los últimos desarrollos de motores integrados reflejan un cambio más amplio en el diseño de la máquina.
Los equipos de automatización están cada vez más conectados.
Los controladores necesitan más información de los dispositivos de campo.
Los equipos de mantenimiento quieren mejores diagnósticos.
Los fabricantes de equipos originales quieren un cablemás sencillo y una puesta en marcha más rápida.
Los constructores de máquinas también necesitan reducir el tamaño del armario y el tiempo de instalación cuando sea posible.
Estos requisitos están empujando a la inteligencia más cerca del punto real de movimiento.
Al mismo tiempo, la transmisión mecánica todavía tiene que entregar el par, la velocidad y el rendimiento de posicionamiento necesarios.
Esto crea un desafío de diseño combinado para los ingenieros eléctricos y mecánicos.
La transmisión de precisión sigue siendo parte de la ecuación
Fenghua Transmission Technology (Jiangsu) Co., Ltd. proporciona reducreducde armónicos, reducde RV, reducde ángulo recto y motores para la automatización industrial y maquinaria de precisión.
Su cartera de productos también incluye engrany bastidores de precisión y otros componentes de movimiento. La compañía afirma que su serie de EnGrande de precisión servoespecífica es compatible con motores servo y stepper de los principales fabricantes mundiales.
Para aplicaciones OEM, el ajuste del motor puede implicar la brida, el diámetro del eje, el diámetro del piloto, el patrón del tornillo y otras dimensiones de la interfaz.
Estos detalles pueden parecer mecánicos comparados con los últimos desarrollos en motores conectados y comunicaciones industriales.
En la práctica, determinan si el sistema de movimiento puede montarse y manejarse de forma fiable.
La próxima generación de sistemas de movimiento combinará ambos lados
El desarrollo de motores integrados e IO-Link no significa que la ingeniería mecánica sea cada vez menos importante.
Lo contrario puede ser cierto.
A medida que las funciones eléctricas y de software se integran más, la transmisión mecánica debe encajar más naturalmente en el sistema completo.
El motor necesita comunicarse.
El controlador necesita entender el eje.
La caja de cambios debe proporcionar la relación mecánica y el par de giro correctos.
La máquina necesita moverse con precisión y repetibilidad.
Para los fabricantes de equipos originales, el objetivo no es simplemente hacer un componente más inteligente.
Es para hacer el sistema de movimiento completo más fácil de diseñar, poner en marcha, operar y mantener.
Aquí es donde los motores integrados, los controles conectados y la transmisión de precisión están empezando a encontrarse.
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