Servo Motores

Control de Movimiento YASKAWAIntroduccin al Control de MovimientoVersion 1.00

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Nuestra experienciaSoluciones integrales en control de movimiento. q Pioneros y lderes de la tecnologa servo en Lima - Per. q Hace 2 aos: 1er servo instalado y programado en Per. q Asistencia tcnica y servicio.q

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Requerimiento de la Industria actualMayor Productividad. q Mejor calidad. q Procesos ms complejos. q Control de todas las variables de movimiento.q

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Que es control de movimiento ?Principalmente: Control de posicin. q Adems:q

qControl Velocidad. qControl Torque.

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Tecnologas de control de movimientoMecnica. q Neumtica. q Hidrulica. q Freno Embrague. q Variador vectorial. q Motor a paso. q Servomotor.q2

MecnicaLevas, excntricas, transmisiones, cadenas, resortes, etc...para lograr movimiento.s

Desgaste mecnico. q Complejidad mecnica. q Ocupa gran espacio. q Ruido audible. q Vibracin/Choques mecnicos.q2

NeumticaRequiere compresor. q Aire es compresible (Imprecisin). q Es adecuado para control de dos posiciones: actuadores, o de pocas posiciones.q

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HidrulicaRequiere bomba hidrulica. q Es un sistema poco limpio por la necesidad de fluido. q Usualmente empleado para grandes potencias.q

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Embrague - FrenoDesgaste mecnico (Mantenimiento). q Precisin puede variar con el tiempo. q Limitacin de ciclos por minuto.q

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Variador VectorialSistema optimo para variacin de velocidad. q Capacidad limitada de control de torque. q Capacidad limitada de control de posicin (posicionamiento simple). q Costo menor comparado con Servomotor.q2

Motor Paso a PasoTorque cae con velocidad. (A mayor potencia el efecto es ms crtico). q Torque nominal = Torque mximo. q Precisin de posicionamiento: media. q Corriente en reposo es alta. q Temperatura de trabajo es alta. q Sistema sencillo y econmico.q2

Servomotorq

Tecnologa ms precisa en control de:q Posicin, velocidad y torque.

Tecnologa ms rpida para posicionar. q Tecnologa ms...q

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Diagrama de Radar

Diagrama de RadarRango Control Velocidad1000

Tiempo Acel [sec.]100 0.01 0.1 1 10 10 10 1 0.1

Regulacin de velocidad [%]

1 0.1 10 10 1 100 1 100 10

Ciclos / min.0.1

Frecuencia de respuesta [Hz]

Servomotor. Variador Vectorial. Motor a Paso. Variador electrnico.

0.01

Precisin Posicionamiento []

Diagrama de radarTiempo de Aceleracin. q Ciclos / minuto. q Precisin de posicionamiento. q Rango de Control de velocidad. q Regulacin de velocidad. q Frecuencia de respuesta.q

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Servos

Un servo es.......Equipo electrnico que consta de dos partes:sq q

Servo amplificador. Servo motor.

Sistema Sigma3

Un servo es usado para.......s

Un servoamplificador y motor se usan para:q q q

Control muy preciso de velocidad Control muy preciso de torque. Control muy preciso de posicin.







Antes....s

Para controlar velocidad se usaba:q q q

Arrancador. Motores de imn permanente. Reductor..Entrada Salida Reductor Motor

Arrancador

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Antes....s

Este equipo tenia limitaciones:q q q

No tenia control de velocidad (apagado y prendido) Control y motor de respuesta lenta. No tenia realimentacion de velocidad, (imprecisin)

Entrada Arrancador Motor Reductor

Salida

5

Control Preciso de velocidads

Los Servos no tienen estas limitaciones:q q

q

Pueden ajustar velocidad. Control y motor sofisticados, velocidad de respuersta es muy rpida. Control muy preciso de la velocidad (encoder).

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Control muy preciso de velocidadAplicaciones tpicas de control de velocidad:sq q

Bombas dosificadoras de precisin. Extrusoras de pelculas de precisin.

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Control muy preciso de velocidad. Control muy preciso de torque. Control muy preciso de posicin.

Antes....s

Para controlar torque se usaba:q q q

Limitadores mecnicos de torque. Embragues de fluido. Embragues electromagnticos.Motor Embrague electromagntico Control de embrague.0 100

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Antes....s

Estos sistemas tenan limitaciones:q q

q

Componentes mcnicos requieren mantenimiento. Embragues de fluido no son limpios y requieren mantenimiento. Embrague electromagnticos son ineficientes.Embrague electromagntico Control de embrague.0 100

Motor

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Control muy preciso de torques

Los servos no tiene estas limitaciones:q q q

Mantenimiento es mnimo. (45 aos MTBF) Los componentes elctricos son limpios. Eficiencia del sistema es del 95% aprox.

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Control muy preciso de torques

Aplicaciones tpicas:

q

q q

Enrollado (bobinado) de hilos, telas, plsticos y papel. Tapadoras de botellas. Dobladoras de tubos.

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Un servo es usado para.......

q q q





Antes....Cuando se requera control de posicin se usaba:sq q q

Pistones neumticos. Pistones hidrulicos. Switches lmite, relevos y vlvulas selenoides.Soda LS LS LS Air or Oil

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Antes....s

Estos sistemas tenan limitaciones:q q q

Pistones neumticos/hidrulicos requieren vlvulas para controlar el flujo. Sistemas hidrulicos son sucios. Los switches lmite, relevos y solenoides tiene una alta razon de fallas.Soda LS LS LS Air or Oil

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Control muy preciso de posicins

Los servos no tienen estas limitaciones:q q q

Velocidad de posicionamiento es ajustada electrnicamente. Los componentes electrnicos son limpios. Mantenimiento mnimo (45 aos MTBF).Servo Motor Soda

Linear Actuator Servo Motor15

Control muy preciso de posicins

Aplicaciones tpicas:q q q q q

Robots. Alimentacin a medida. Actuadores lineales. Mesas X-Y. Posicionadores (Pick and place)

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Controles de movimiento

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Cuando emplear servomotores ?

Cuando emplear servomotores ?q

Cuando se requiere el mejor desempeo (diagrama de radar).

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Diagrama de RadarRango Control Velocidad1000

Tiempo Acel [sec.]100 0.01 0.1 1 10 10 10 1 0.1

Regulacin de velocidad [%]

1 0.1 10 10 1 100 1 100 10

Ciclos / min.0.1

Frecuencia de respuesta [Hz]

Servomotor. Variador Vectorial. Motor a Paso. Variador electrnico.

0.01

Precisin Posicionamiento []

Cuando emplear servomotores ?q

Cuando se requiere el mejor desempeo (diagrama de radar). Ciclos / minuto. Precisin de posicionamiento.

q

Cuando se desea controlar: Posicin, velocidad, torque.

q

Cuando se desean explotar sus ventajas: Mantenimiento mnimo (45 aos MTBF) Sistema mecnico sencillo. Versatilidad y rapidez en la variacin de parmetros de movimiento.2

Controles de movimiento

Un control de movimiento es.......s

Similar a un CNC.

sSimilar

a un PLC con funciones avanzadas de movimiento.

Control de Movimiento Yaskawa.27

Antes....Los controles de movimiento de la mquina eran:sq q

Lgica de reles o PLCs. Pistones hidrulicos o neumticos..

PLC

I/O

Motor Solenoid Valves

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Antes....s

Estos sistemas tenian limitacionesq q q

Lgica de reles es complicada y poco fiable. Sistemas hidrulicos son sucios. Sistema conplejo (Muchos componentes).

PLC

I/O

Motor

Solenoid Valves

Motor Starter

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sq q q

No se tiene limitaciones:

Con los controles de movimiento

La programacin es fcil, basada en PC. Tecnologa de estado slido es muy confiable. Los controles de movimiento estn diseados para manejar equipos de control de movimiento: (servomotores y motores a paso)Servo Motors

Motion Controller Servo Motor

Servo Amps Servo Motor

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Sistema de servoControl de movimientoAnalog Torque Reference

AmplificadorCorrientes Sigma Servomotor

Position & Commutation (from encoder) Position Feedback

Servo motorFeedback & Power Connection131.072 PPR(including optional holding brake)

Sigma SGMG

IP67

Optional shaft seal

Tamao Reducido

Vista en corte del servomotor

Capacidad de torque Pico:s

Torque pico: 300% del nominal.

Sigma Servo Competitor Servo

Reduced Positioning Time

Servo Amplificador :Input Voltage Output Voltage

Converter+

Inverter

L1 L2 L3

DC

T1 T2 T3

-

Input Current

Output Current

Modulacin de ancho de pulso:Carrier Wave Analog Signal

Current Waveform PWM Output

Ejemplos: Aplicaciones realizadas

Ejemplo de aplicaciones realizadasq q q q

Dosificadores de harina-polvos. Corte a medida. Sistema de corte al vuelo. Renovacin ejes para CNC.

Maquinas Empacadoras

Dimensionamiento servomotoresFactores a tener en cuenta:q q q q q q

Configuracin mecnica. Desempeo deseado. Velocidad nominal y mxima. Torque nominal y mximo. Inercia de la carga/Inercia del motor. Precisin requerida.

Dimensionamiento servomotor:

Select machine

sPOWERMATIC

S.A.

s

JOSE CANCHUMANI PEA

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