Společnost YASKAWA je již téměř 100 let výrobcem a dodavatelem mechatronických výrobků pro stavbu strojů a průmyslovou automatizaci.

Transkript

1 Střídavé servopohony řady Sigma-5 CZ DE EN

2 Obsah 02 O společnosti YASKAWA Zkušenosti a inovace 03 Příběh o úspěchu v mechatronice 04 Přehled řady Sigma-5 Přesné, rozšířitelné a vysoce dynamické 05 Pět důvodů pro Sigma-5 06 Široký rozsah výkonů Zkušenosti a inovace Společnost YASKAWA je již téměř 100 let výrobcem a dodavatelem mechatronických výrobků pro stavbu strojů a průmyslovou automatizaci. Proslula svými standardními výrobky i zakázkovými řešeními, které se díky výjimečné kvalitě a trvanlivosti těší vynikající pověsti. Dnes vyrábí více než 1,8 miliónu měničů kmitočtu ročně. S ohledem na tyto skutečnosti je společnost YASKAWA pravděpodobně největším světovým výrobcem měničů kmitočtu. 08 Vynikající parametry 09 Řešení s výrobky Sigma-5 10 Komunikace prostřednictvím provozní sběrnice 11 Univerzální doplňkový zpětnovazební modul 12 Funkční bezpečnost 13 Řízení pohybu 14 Kvalita ve vaší výrobě 15 Snadné nastavení YASKAWA je předním světovým výrobcem měničů kmitočtu, servopohonů, řídicích jednotek strojů, vysokonapěťových měničů a průmyslových robotů. Společnost YASKAWA byla založena v roce 1915 a stala se průkopníkem v technologii řízení pohybu a pohonů; neustále uvádí na trh inovační výrobky, které optimalizují produktivitu a efektivitu strojů i systémů. YASKAWA Eschborn, Německo Roboty YASKAWA Kromě toho nabízí širokou řadu výrobků pro automatizaci pohonů v mnoha různých odvětvích, pro která každoročně vyrobí více než servomotorů a robotů; patří mezi ně těžební průmysl, ocelárenský průmysl, obráběcí stroje, automobilový průmysl, balicí technika, dřevařský průmysl, textilní průmysl a výroba polovodičů. Technologie společnosti YASKAWA se využívají ve všech oblastech stavby strojů a průmyslové automatizace a díky svým výjimečným vlastnostem a kvalitě se těší vynikající pověsti. Naše místní podpora je blízko, ať jste kdekoliv. Více než zaměstnanců po celém světě Více než zaměstnanců v celosvětové servisní síti Více než zaměstnanců v Evropě 2

3 Technologie servopohonů YASKAWA příběh o úspěchu v mechatronice Rozvoj společnosti YASKAWA je úzce svázán s historií mechatroniky. Tato japonská firma obhájila své místo na vrcholu technického vývoje již před více než půlstoletím, kdy představila stejnosměrný servomotor Minertia. Tento legendární motor se stokrát vyšší rychlostí odezvy než u běžných motorů vycházel z převratného nápadu umístit vodič přímo na povrch rotoru. V roce 1966 vyvinula společnost YASKAWA tzv. cup-motor, což byl první střídavý servopohon s velkým výkonem, který opět posunul vývoj v oboru o krok kupředu. To bylo poprvé, kdy byly k dispozici vysoce přesné pohony ve velkém množství. Společnost YASKAWA prosazovala nejen nové technologie, ale rovněž představila světu nový výraz: mechatronika. Ke zlepšování parametrů strojních zařízení využívá elektroniku a informační technologie společně s mechanikou. Mechatronika je od roku 1972 registrovaná ochranná známka společnosti YASKAWA. Servopohony řady Sigma-5 navazují na tuto tradici inovací. Dnešní technologie servopohonů YASKAWA nachází využití ve spoustě průmyslových aplikací a pokrývá široké rozpětí výkonů, počínaje miniaturními výrobky Sigma-5 o výkonu 3,3 W a konče servomotory velkých výkonů a servopacky Sigma-5 o výkonu 55 kw. YASKAWA Allershausen, Německo 3

4 Přehled řady Sigma-5 Přesné, rozšířitelné a vysoce dynamické: servopohony YASKAWA řady Sigma-5 Řada servopohonů YASKAWA Sigma-5 zahrnuje standardní rotační motory, stejně jako lineární a rotační přímé pohony a lineární posuvy. Tato široká nabídka pohonných systémů pokrývá všechny požadavky trhu na kompaktní velikost, vysokou dynamiku, vysokou účinnost, nenáročnou údržbu a vynikající spolehlivost. Nejpůsobivější charakteristikou řady Sigma-5 je přesnost polohování až na 10 nm se standardními výrobky při nejkratších polohovacích časech. Výrobky YASKAWA jsou známé svými funkcemi automatického ladění, které umožňují kompletně nastavit osu servopohonu ve stroji s vysokou dynamikou za méně než dvě hodiny, což je mnohem kratší doba než osm hodin vyžadovaných jinými řešeními, která jsou dnes nabízena na trhu. Sigma-5 zkrátka nabízí přesné polohování při vysokých otáčkách, hladký provoz bez vibrací a snadné uvádění do provozu. Výsledek: zkrácený cyklus maximální výrobní kapacita, vyšší kvalita výrobků, zvýšená odolnost strojů proti opotřebení, zkrácená doba uvádění do provozu a nižší náklady na celou dobu životnosti. Servomotory Sestavy servopohonů Lineární motory Lineární posuvné pohony Řešení k okamžitému použití Programovací software Řešení pro řízení pohybu Flexibilní možnosti zapojení 4 YASKAWA ŘADA SIGMA-5

5 Pět důvodů pro Sigma-5 Servopohony YASKAWA řady Sigma-5 nabízejí široký výběr sladěných součástí s výbornými funkčními charakteristikami a výjimečnou účinností Nižší Motory a servo-zesilovače s rozsáhlým rozpětím výkonů Široké rozpětí výkonů Velmi kompaktní motory s výkonem menším než 30 W Motory s nízkou a střední setrvačností až do 15 kw Výkonnost přináší úspory výrobní náklady Frekvenční odezva rychlostní smyčky 1,6 khz Kratší doba ustálení, zkrácená doba polohování, vyšší výrobní kapacita Motory velkých výkonů až do 55 kw Lineární motory se železným jádrem a bez železa o síle až 7500 N Úspora energie a vyšší produktivita Vysoký maximální točivý moment, rychlý rozběh, bez nutnosti předimenzování servopacku Lehká mechanika Bez nutnosti přídavného chlazení Teplota okolního prostředí 0-55 C bez snižování výkonu Bezpečnostní funkce Bezproblémová integrace závazných bezpečnostních norem Ve všech servopacích řady Sigma-5 je standardně implementována funkce STO Kvalita a spolehlivost ve vaší výrobě Vynikající kvalita výroby Pokročilé potlačení vibrací Enkodéry s vysokým rozlišením s pulsy na otáčku pro nejvyšší přesnost polohování Vyšší výkonnost Přetížení 350 % po dobu 3-5 s Rychlé a jednoduché uvádění do provozu Pokročilé funkce automatického ladění, ladění jednoho parametru Rychlejší uvádění do provozu v 80 % aplikací není nutné žádné ladění Vysoký maximální točivý moment, rychlý rozběh X X Bezpečnostní funkce SS1, SS2 a SLS jsou integrovány prostřednictvím bezpečnostního modulu SGDV-OSA01A V provozu je více než servosystémů Vyšší spolehlivost strojů, nižší náklady na servis a údržbu, méně prostojů 5

6 Široký rozsah výkonů Širší sortiment výrobků Od roku 2012 nabízí společnost YASKAWA ještě širší výběr servopohonů. Rozsah nabízených výkonů je skutečně působivý, počínaje ultrakompaktním miniaturním modelem Sigma-5 mini o výkonu 3,3 W a konče vysokým výkonem 55 kw z řady Sigma-5 Velkých výkonů. <...> Široké rozpětí výkonů 3,3 W 55 kw Sigma-5 Mini Sigma-5 Standard Sigma-5 Large Capacity Výkon: 3,3-30 W Pro aplikace s vysokou dynamikou a přesností při nejmenších rozměrech. Výkon: 50 W - 15 kw Pro aplikace s vysokou dynamikou a přesností, rychlým polohováním a dokonalou víceosou synchronizací. Tento střídavý servopohon velkých výkonů je následným rozšířením řady Sigma-5 až do 55 kw. Lineární motory Sigma-5 Rotační servomotory a přímé pohony Síla: 12,5 až N (maximální N) Dlouhá trvanlivost, spolehlivost a konstantní výkonnost i po mnohaletém používání. Řady bezkomutátorových střídavých servomotorů s otáčkami až ot/min a točivými momenty až 700 Nm. Přímé pohony (0,02-3 kw), vysoká setrvačnost. 6 YASKAWA ŘADA SIGMA-5

7 Rotační servomotory SGMMV (nízká setrvačnost, velmi malý výkon) max min -1 3,3-30 W 0,0105-0,0955 Nm (jmenovitý moment) 0,0263-0,286 Nm (maximální moment) SGMAV (nízká setrvačnost, malý výkon) max min W 0,159-3,18 Nm (jmenovitý moment) 0,477-9,55 Nm (maximální moment) SGMEV (nízká a střední setrvačnost, malý výkon, volitelně IP67) max min W 0,318-4,77 Nm (jmenovitý moment) 0,955-14,3 Nm (maximální moment) SGMVV (malá setrvačnost, vysoký výkon) max min kw - 55 kw Nm (jmenovitý moment) Nm (maximální moment) SGMJV (střední setrvačnost, malý výkon) max min W 0,159-2,39 Nm (jmenovitý moment) 0,557-8,36 Nm (maximální moment) SGMGV (střední setrvačnost, střední výkon) max min W - 15 kw 1,96-95,4 Nm (jmenovitý moment) 5, Nm (maximální moment) Lineární servomotory SGMSV (nízká setrvačnost, střední výkon) max min -1 1 kw - 5 kw 3,18-15,8 Nm (jmenovitý moment) 9,54-47,6 Nm (maximální moment) Válcové servomotory (Sigma-Stick) SGLGW (typ bez jádra, se standardními silami magnetických drah) 12,5-750 N (jmenovitá síla) 40, N (maximální síla) 4-5 m/s (maximální rychlost) SGLGW (typ bez jádra, s vysokými silami magnetických drah) N (jmenovitá síla) N (maximální síla) 4,2 m/s (maximální rychlost) SGLFW (se železným jádrem typu F) N (jmenovitá síla) N (maximální síla) 2,3-5 m/s (maximální rychlost) SGLTW (se železným jádrem typu T) N (jmenovitá síla) N (maximální síla) 2,5-5 m/s (maximální rychlost) SGLC N (jmenovitá síla) N (maximální síla) 4,0 m/s (maximální rychlost) Lineární posuv (Sigma-Trac) Lineární posuv (SGT) Přímé servomotory SGTMM (Sigma-Trac-μ) 3,5-7 N (jmenovitá síla) N (maximální síla) SGTMF (Sigma-Trac-MAG) N (jmenovitá síla) N (maximální síla) Lineární posuv SGT N (jmenovitá síla) N (maximální síla) SGMCS (malý výkon) 5-15,8 Nm (jmenovitý moment) Nm (maximální moment) ot/min (jmenovité otáčky) ot/min (max. otáčky) SGMCS (střední výkon) 15,8-200 Nm (jmenovitý moment) Nm (maximální moment) 150 ot/min (jmenovité otáčky) 300 ot/min (max. otáčky) 7

8 Vynikající parametry Výkonnost přináší úspory Sestavy servopohonů Sigma-5 s prvotřídní frekvenční odezvou 1,6 khz dokáží zkrátit dobu ustálení na méně než 4 ms. Ve srovnání se standardním systémem s dobou ustálení například 50 ms může manipulační jednotka Pick & Place založená na komponentech řady Sigma-5 přinést značné finanční úspory. Příklad Servo nastavení Adjustment servopohonu Example Poziční Position Error odchylka 0 Žádaná Reference rychlost Speed Dosažení Postioning Completed pozice Doba Settling ustálení Time 00.. to 4 ms! 4 ms! (Sigma-5) (Sigma-5) Kratší doba ustálení znamená vyšší příjmy Příklad manipulátoru Pick & Place s dobou ustálení 50 ms Délka osy Pohyb Ustálení Pohyb Ustálení X = 200 mm 0,5 s 0,05 s 0,5 s 0,05 s X = 200 mm 0,2 s 0,05 s 0,2 s 0,05 s Celkem 0,7 s 0,1 s 0,7 s 0,1 s Čas na součást Počet součástí za minutu Počet součástí za hodinu Cena na součást Příjem za hodinu 1,6 s 37, ,1 225,00 Příklad manipulátoru Pick & Place s dobou ustálení 4 ms Délka osy Pohyb Ustálení Pohyb Ustálení X = 200 mm 0,5 s 0,004 s 0,5 s 0,004 s X = 200 mm 0,2 s 0,004 s 0,2 s 0,004 s Celkem 0,7 s 0,008 s 0,7 s 0,008 s Čas na součást Počet součástí za minutu Počet součástí za hodinu Cena na součást Příjem za hodinu 1,416 s 42, ,1 254,24 Příjem za hodinu: 29,24 Příjem za 16 hodin: 467,84 Příjem za 5 dnů: 2 339,20 Příjem za rok: ,00 8 YASKAWA ŘADA SIGMA-5

9 Řešení s výrobky Sigma-5 Otevřenost náročným aplikacím Společnost YASKAWA nabízí zařízení pro širokou řadu aplikací a poskytuje podporu pro všechny technické úkoly. Díky tomu dokáže najít dokonalé řešení pro běžné úkoly i složité automatizační problémy. Řešení pro běžné úkoly Rychlé a snadné uvedení do chodu a bez složité konfigurace - toto jsou výhody hotových řešení YASKAWY pro okamžité použití. A v případě, že chcete nějaké řešení modernizovat, máte k dispozici celý systém Sigma-5, který lze snadno použít pro jakýkoliv nový úkol. V současné době jsou k dispozici následující řešení: Portál Manipulátor Pick & Place Rameno Zakázková řešení Společnost YASKAWA poskytuje kompletní systém Sigma-5 včetně podpory ve všech fázích provozní životnosti pro komplexní zakázková automatizační řešení. Řada Sigma-5 nabízí perfektní zařízení od malých modelů v kompaktním provedení o výkonu pouhých 3,3 W po modely s impozantním výkonem až 55 kw. A díky širokému výběru podporovaných komunikačních rozhraní lze výrobky řady Sigma-5 jednoduše propojit se stávajícími stroji, aby bylo možné využívat výhod, které přinášejí efektivní funkce moderních komponentů Sigma-5. 9

10 Síťová komunikace Připojíme se k vašemu řešení Servo-zesilovače (servopacky) Sigma-5 jsou otevřené téměř všem průmyslovým komunikačním standardům. Chcete-li umožnit určitou síťovou komunikaci, stačí nainstalovat a zapojit doplňkový přípojný komunikační modul. Řada Sigma-5 je navržena tak, aby vyhovovala běžným normám. Komunikační modul je funkční ihned po zapojení, takže ho lze snadno používat se sestavami servopacků a motorů. To platí jak pro stávající, tak pro nové provozy a stroje. Široká podpora komunikačních standardů znamená další zvýšení flexibility. Typ komunikace Sigma-5 Mini Sigma-5 Sigma-5 Large Capacity Mechatrolink II Mechatrolink III PROFINET DeviceNet EtherNet/IP * Modbus TCP/IP * Powerlink EtherCAT CANopen Analogové napětí Sled pulsů * s MP kontrolérem MP2600iec DeviceNet 10 YASKAWA ŘADA SIGMA-5

11 Univerzální doplňkový zpětnovazební modul Využijte širokou řadu externích enkodérů k řízení automatizace Univerzální doplňkový zpětnovazební modul pro servopacky Sigma-5 (SGDV-OFB01A) umožňuje použít enkodéry jiných dodavatelů pro uzavřenou regulační smyčku. Univerzální doplňkový zpětnovazební modul podporuje enkodéry se SÉRIOVÝM rozhraním a s rozhraním SIN/COS. Navíc funguje jako doplňková zpětná vazba pro rychlostní a polohové smyčky v případech, kdy sse vyžadují informace přímo z mechanického systému, např. zátěže (funkčnost dvojité smyčky). Servopack Napájecí kabel servomotoru Univerzální doplňkový zpětnovazební modul Kabel enkodéru Rotační servomotor Externí enkodér (dodaný uživatelem) Konfigurace systému pro univerzální zpětnovazební modul Doplňkové zpětnovazební karty Sigma 5 SGDV-OFB01A sin/cos, sériové enkodéry (EnDat, Hiperface) XSGDV-OFB03A X Enkodéry A-quad-B XSGDV-OFB04A X Resolver 11

12 Funkční bezpečnost Bezpečnost při pohybu Pohyby strojů představují hlavní zdroj ohrožení obsluhy a personálu provádějícího údržbu. Mezi typické situace, které vyžadují, aby byl stroj v bezpečném stavu, patří uvádění do provozu, seřizování, odstraňování poruch a úkony vyžadující přístup obslužného nebo servisního personálu. Bezpečnostní modul SGDV-OSA01A pro servopohony řady Sigma-5 vám umožní realizovat bezpečné a cenově přístupné aplikace s automatizací pohybu. Funkce servopohonů Sigma-5 umožňují snadnou integraci závazných bezpečnostních norem. Bezpečné odpojení krouticího momentu (STO) n Ve všech servopacích řady Sigma-5 je standardně implementována funkce STO. Bezpečnostní funkce SS1, SS2 a SLS jsou integrovány prostřednictvím bezpečnostního modulu SGDV-OSA01A. 0 t Bezpečné zastavení 1 (SS1) n Monitorování Speed monitoring otáček 0 t Bezpečné zastavení 2 (SS2) Poté, co vstoupila v platnost norma EN ISO :2008 Bezpečnost strojních zařízení Bezpečnostní části ovládacích systémů, se musí konstrukce bezpečných strojů posuzovat buď podle úrovně vlastností (PL a e), nebo podle úrovně integrity bezpečnosti (SIL 1 4). Bezpečnostní funkce pohonů s proměnnými otáčkami jsou definovány v normě IEC n 0 Speed Monitorování monitoring otáček Monitorování Position monitoring pozice t Bezpečně omezená rychlost (SLS) Popis Norma Vlastnosti Úroveň integrity IEC SIL 2 bezpečnosti IEC SILCL2 Úroveň vlastností EN ISO PL-d Funkce zastavení IEC Kategorie zastavení 0/1/2 Funkční bezpečnost IEC STO/SS1/SS2/SLS n 0 Speed Monitorování monitoring otáček t 12 YASKAWA ŘADA SIGMA-5

13 Motion kontrolér - řízení pohybu Není to jen další zesilovač... Je to ten nejlepší modul řídících jednotek strojů ve své třídě Kombinace kontroléru a servopohonu poskytuje normalizované programování. Pomocí jednoosého kontroléru MP2600iec lze rozšířit řízení aplikací z jedné na více os prostřednictvím standardního programovacího prostředí MotionWorks IEC, které vyhovuje normě IEC Vestavěná rozhraní Ethernet/IP a Modbus/TCP (řídicí a podřízené jednotky) lze připojit k většině PLC a rozšíření vstupů/ výstupů. IEC na pohonu. Modul kontroléru pohybu MP2600iec Jednotná softwarová platforma MotionWorks IEC umožňuje rozšířit řízení aplikací z jedné na více os v rámci standardního programovacího prostředí podle normy IEC Z BODU DO POINT-TO-POINT BODU (POINT TO POINT) V EASY Jednoduchý INTUITIVE COMMANDS intuitivní povel t HOMING, JOGGING, KROKOVÁNÍ AND A POINT-TO-POINT POHYBY Z BODU DO MOVES BODU SE WITH STANDARDNÍMI PLCOPEN FUNKČNÍMI FUNCTION BLOKY BLOCKS PLCopen Funkční bloky PLCopen v softwaru Motion Works IEC zjednodušují programování Diagnostický webový server zkracuje délku provozní údržby Doplňkový server OPC nabízí možnost propojení s rozhraním HMI nebo pořizování dat V PROMĚNNÉ POHYBY BLENDED MOVES ZMĚNA CHANGE PROFILU PROFILE BĚHEM POHYBU WHILE-IN-MOTION t EVENT UDÁLOST t PŘEVOD GEAR PROFESSIONAL V ŘÍDICÍ MASTER OTÁČKY SPEED (MASTER) PROFIL FOLLOWER OTÁČEK PROFILE (SLAVE) FOLLOWER SLAVE SYNCHRONIZOVÁN SYNCHRONIZED t VAČKA CAM CAM DISKOVÁ VAČKA TABULKA TABLE OF MOTION SOUŘADNIC COORDINATES POHYBU Y MASTER VSTUP ŘÍDICÍHO ENCODER ENKODÉRU INPUT (STANDARD) (STANDARD) 13

14 Kvalita ve vaší výrobě Zdokonalené potlačování vibrací Byly rozšířeny stávající funkce na minimalizaci vibrací a přidány nové funkce, čímž se zdokonalil souběh a ještě více se zkrátila doba ustálení. Také se snížily vibrace a hlučnost za provozu společně s vibracemi při zastavování; výsledkem jsou velmi hladké hrany obráběných součástí. Bez potlačování vibrací S potlačováním vibrací Výsledná obrobená součást Výsledná obrobená součást Funkčnost bez ladění (Tuning-less funkce). Rychlé zapojení a spuštění po připojení motoru. Můžete vytvořit pohon bez oscilací a vibrací s momentem setrvačnosti odpovídajícím až dvacetinásobku zátěže, a to i bez seřizování servopohonu a s proměnným zatížením. Doba ustálení: 100 až 150 ms Zdokonalené automatické ladění Minimalizujte dobu ustálení a snižte vibrace. Funkce referenčního filtru a nastavování zesílení ve zpětné vazbě mají nové, automatické nastavování zesílení s kompenzací setrvačnosti pro optimální nastavení výkonu. Funkce kompenzace tření automaticky ruší účinek tření na charakteristiky stroje. Doba ustálení: 10 ms Ladění jednoho parametru Jemné ladění je nepostradatelné. Jemné ladění dokáže vyladit funkčnost stroje na maximum. Doba ustálení: 0 až 4 ms Bezplatný software je k dispozici ke stažení na stránkách YASKAWA Software Download Portal: yaskawa.eu.com/servo-software 14 YASKAWA ŘADA SIGMA-5

15 Snadné nastavení Řada Sigma-5 vám usnadní život Řada Sigma-5 nabízí snadné a rychlé úpravy vašeho řešení se servopohony. Ušetří vám čas i peníze. Softwarový průvodce nastavením Jednoduché nastavování parametrů podle průvodce Vybalení Funkce kontroly zapojení Funkce kontroly zapojení v SigmaWin+ zkontroluje vaše zapojení v jediném kroku. Instalace a zapojení Osciloskopické funkce Sledování vybraných signálů a stavů v reálném čase usnadňuje okamžité monitorování. Nastavení základních parametrů Spousta praktických funkcí pro uvádění do chodu a efektivnější provoz! Zkušební provoz Optimální volba pro vaši aplikaci s ohledem na moment setrvačnosti, odpor dynamického brzdění apod. Nastavování zesílení a filtru (ladění) Údržba Rychlejší odstraňování poruch pomocí diagnostické funkce alarmů předvídá možné příčiny alarmů a okamžitě zobrazuje doporučená nápravná opatření. Provoz 15

16 YASKAWA Europe GmbH Drives & Motion Division Hauptstr Eschborn Německo Tel.: Řada Sigma-5 má certifikaci CE, je na seznamu cul a vyhovuje směrnici RoHS. Specifikace se mohou změnit bez předchozího oznámení v důsledku průběžných úprav a vylepšování výrobků. YASKAWA Europe GmbH. Všechna práva vyhrazena. Literatura č. YEU_MuC_Sigma5-Series_CZ_v1_0413 Vytištěno v Německu, duben 2013