Servomoteurs basse tension pour systèmes de tri automatisés

Les servomoteurs basse tension pour systèmes de tri automatisés peuvent fournir une position, une vitesse et un couple contrôlés pour les mécanismes de tri compacts. Les applications peuvent inclure des bras de déviation, des rouleaux orientables, des courroies de transfert courtes et des modules d'espacement des colis.

Leur valeur dépend de la tâche de mouvement et de la conception du système. Une alimentation nominale de 24 V ou 48 V n'établit pas la capacité de charge utile, la précision du positionnement ou le débit de tri.

Pour les constructeurs d'équipements, le processus de sélection doit relier la charge mécanique, le cycle de production, la combinaison moteur-entraînement et l'architecture d'alimentation CC. Ce guide explique les principales décisions et les informations nécessaires avant de demander un devis.

Où les servos basse tension s'intègrent dans le tri automatisé

Faites correspondre le moteur au mécanisme de tri

Différents mécanismes imposent différentes exigences au moteur.

Tous les moteurs d'une trieuse n'effectuent pas un positionnement asservi. Les zones de transport continu ou d'accumulation peuvent utiliser d'autres technologies d'entraînement qui répondent à leurs exigences.

De même, les performances d’un trieur complet ne peuvent pas être déduites d’un seul actionneur. La numérisation, le suivi, l'espacement des colis, les transferts mécaniques et le timing de contrôle affectent également les résultats du tri.

Comprendre ce que les commentaires peuvent contrôler

Un servomoteur utilise la rétroaction pour réguler le mouvement dans les limites de fonctionnement du système. Le retour moteur-arbre ne mesure pas directement la position du colis ni ne détecte chaque erreur mécanique en aval.

Un colis peut glisser sur une courroie même lorsque la vitesse du moteur suit sa commande. Une tringlerie de dérivation peut avoir du jeu même lorsque le moteur atteint le bon angle.

Évaluez le mécanisme complet, y compris la conformité de la transmission, les capteurs, les conditions de contact et la variation de charge. Définissez l’erreur de position acceptable, le temps de stabilisation et les critères de réussite du tri avant de sélectionner le matériel.

Comparez équitablement les alternatives

Les servos électriques, les rouleaux motorisés, les actionneurs pneumatiques et autres systèmes d'entraînement ont chacun des applications appropriées.

Un servo peut être utile lorsque les mouvements et les retours programmables sont précieux. Un actionneur plus simple peut suffire pour un mouvement fixe avec des exigences de synchronisation moins exigeantes.

Comparez le coût d'installation, la consommation d'énergie, la maintenance, la contrôlabilité et le comportement de récupération en utilisant le devoir de production réel. Le fonctionnement des servos basse tension n’élimine pas automatiquement les armoires, les équipements pneumatiques ou la maintenance.

Choisir entre des systèmes servo 24 V et 48 V

La tension affecte la capacité de courant et de vitesse

Pour l'alimentation d'entrée CC :

Courant d'entrée ≈ puissance d'entrée électrique ÷ tension du bus

Pour la même puissance d'entrée électrique, 48 V nécessite environ la moitié du courant continu de 24 V. Cela peut réduire les pertes de distribution pour la même résistance de conducteur.

Les figures suivantes illustrent uniquement cette relation :

Il ne s’agit pas de recommandations de courant nominal de phase du moteur, de puissances mécaniques ou de recommandations en matière de dimensionnement des câbles. La consommation réelle dépend du rendement, de la charge, de la vitesse de fonctionnement, des dispositifs auxiliaires et des pics d'accélération.

Pour un enroulement et un variateur de moteur donnés, une tension de bus prise en charge plus élevée peut fournir une plus grande marge de tension à la vitesse. Le couple disponible dépend toujours des limites de courant, de la capacité thermique et de l'enveloppe couple-vitesse.

Il n'y a pas de limite de charge utile basée sur la tension

Un système 24 V n’est pas automatiquement limité aux petits colis, et un moteur 48 V n’a pas de poids maximum universel pour les colis.

Le couple requis dépend de la friction, de l'accélération, des dimensions de la poulie ou du levier, de l'inclinaison, du rapport de transmission et de la géométrie de la charge. L'axe d'inclinaison du plateau dépend également du centre de masse du colis.

Sélectionnez la tension et le moteur ensemble. Vérifiez la plage d'alimentation autorisée du variateur, le seuil de sous-tension, la capacité de courant et le comportement en cas de surtension.

Le mouvement du tigre La gamme de servomoteurs basse tension constitue un point de départ pour examiner les configurations disponibles. Confirmez la tension, l'enroulement, le retour et le variateur compatible de chaque modèle.

La basse tension n'assure pas la sécurité du système

Une alimentation nominale de 24 V ou 48 V ne réalise pas automatiquement le circuit complet SELV ou PELV. La séparation de protection, les dispositions de mise à la terre, le comportement en cas de panne et les exigences applicables en matière d'équipement sont également importantes.

Les risques mécaniques restent présents à des tensions d'alimentation inférieures. Les procédures de protection, de contrôle d'accès et de maintenance doivent suivre l'évaluation des risques de la machine.

Lorsqu'un variateur fournit une fonction Safe Torque Off, vérifiez sa documentation et son utilisation prévue. STO empêche le fonctionnement de l'entraînement produisant du couple ; il ne fournit pas d'isolation électrique et ne garantit pas un arrêt immédiat. Les charges peuvent rouler ou se déplacer sous l’effet de forces externes.

Dimensionnement des moteurs pour les cycles de tri répétés

Calculer le plein droit

Définissez la distance ou l'angle de mouvement, le temps de déplacement, le temps de séjour, la fréquence du cycle et la plage de charge.

Pour un mécanisme rotatif, évaluez le couple d'accélération, la friction, les effets de la gravité et les forces externes. Incluez l'inertie du moteur, de la transmission, de la tringlerie et de la charge utile, le cas échéant.

Vérifiez à la fois la demande de pointe et le service thermique :

• Couple maximal et durée autorisée.

• Couple disponible à la vitesse requise.

• Couple RMS sur un cycle représentatif.

• Entraînement de pointe et courant continu.

• Refroidissement du moteur et conditions ambiantes.

• Limites de sortie de la boîte de vitesses et charge sur l'arbre.

• Énergie de décélération et périodes de maintien.

Il n’existe pas d’exigence universelle en matière de temps de réponse pour chaque module de tri. Dérivez la fenêtre de mouvement disponible à partir de la vitesse du convoyeur, de l’emplacement du capteur, de l’espacement des parcelles et de la latence du contrôle.

Évaluer l’inertie et la conformité mécanique

L'inertie de la charge doit être reflétée sur l'arbre du moteur via la transmission elle-même. Il ne faut pas la comparer directement à la masse du moteur.

Un rotor à faible inertie peut réduire le couple nécessaire pour accélérer le rotor lui-même, mais il ne produit pas automatiquement la meilleure réponse à la charge. La rigidité mécanique, l'inertie de la charge, le réglage et le mouvement requis sont tous importants.

Utilisez des méthodes de dimensionnement prises en charge par le fabricant plutôt que d'appliquer une limite universelle de rapport d'inertie. Vérifiez le fonctionnement aux charges minimales et maximales.

Spécifier les commentaires et le comportement de redémarrage

Choisissez le feedback en fonction de l’amplitude de mouvement, des exigences de précision et de la stratégie de récupération.

Le retour absolu à un tour identifie la position en un tour. Le retour multitours peut représenter une plage de rotation plus large, mais le maintien de la position dépend de la technologie et de la configuration spécifiques.

Le retour absolu du moteur ne prouve pas qu’un colis soit resté en place après un arrêt. Le système de contrôle peut encore nécessiter une détection du produit, un référencement ou une séquence de récupération.

Vérifier un modèle spécifique plutôt que de supposer des capacités

À titre d'exemple publié, Tiger Motion répertorie un Moteur à axe creux de 60 châssis de 400 W avec frein avec une puissance nominale de 48 V CC, une vitesse nominale de 3 000 tr/min et un couple nominal de 1,27 N·m.

Ce cahier des charges identifie un candidat à évaluer ; ils n'établissent pas l'adéquation à un trieur particulier. Demandez les informations correspondantes sur le variateur, la courbe couple-vitesse, la configuration du retour et les limites de l'application.

Vérifiez également la fonction prévue du frein. Un frein de maintien ne doit pas être considéré comme adapté à des arrêts dynamiques répétés.

Distribution d'alimentation CC, intégration et validation

Planifier la chute de tension et la demande simultanée

Un trieur distribué peut avoir plusieurs axes accélérant simultanément. Calculez la demande des succursales à partir de la séquence d’exploitation prévue et des pires événements crédibles.

Pour un chemin d'alimentation et de retour CC simple :

Chute de tension = courant × résistance totale du circuit

Incluez les câbles, les connecteurs, les dispositifs de protection et les composants de distribution. Vérifiez la tension au niveau du variateur le plus éloigné pendant l'accélération plutôt qu'au niveau de l'alimentation électrique.

La sélection du câble doit tenir compte de l'intensité admissible, de la chute de tension, de la température ambiante, de la méthode d'installation et des caractéristiques nominales des connecteurs. N'attribuez pas un calibre de fil uniquement à partir de la puissance nominale du moteur.

Des alimentations électriques distribuées ou des branches locales plus courtes peuvent être utiles, mais leur disposition doit être adaptée à la conception électrique. N’alimentez pas les sorties en parallèle à moins que l’équipement ne le permette.

Gérer l’énergie régénérée

Lors de la décélération, l'énergie mécanique peut revenir au bus DC et augmenter sa tension. Back EMF décrit la tension générée par un moteur en rotation ; Le freinage par récupération décrit le retour d'énergie dans le système électrique.

Confirmez comment le lecteur et la poignée d'alimentation sélectionnés ont restitué l'énergie. Les options peuvent inclure un circuit de freinage approuvé, des composants de stockage d'énergie, un bus partagé compatible ou une alimentation régénérative.

Un bus partagé peut permettre un échange d'énergie entre les axes, mais il nécessite néanmoins un plan pour les conditions dans lesquelles plusieurs axes décélérent ensemble. Ne connectez pas de bus de variateur et n'ajoutez pas de condensateurs sans les instructions du fabricant.

Vérifier les fonctions de lecteur décentralisé et de réseau

Une unité d'entraînement moteur intégrée peut réduire le câblage séparé du moteur et du retour. Cela peut également rapprocher les appareils électroniques de la chaleur, de la poussière, des vibrations et des machines en mouvement.

Distinguer un entraînement intégré d’un moteur avec une boîte de vitesses attachée. Un motoréducteur ne contient pas nécessairement d’électronique d’entraînement ni d’interface réseau.

Vérifiez les options de communication exactes du variateur, les fonctions de mouvement, la synchronisation, les diagnostics, les connecteurs et la sauvegarde des paramètres. Les noms EtherCAT, PROFINET et EtherNet/IP à eux seuls n'établissent pas une capacité de mouvement identique.

Les entraînements AGV et AMR sont des applications basse tension connexes, mais la traction du véhicule ne correspond pas automatiquement à un actionneur de tri stationnaire. La variation de tension de la batterie et les exigences spécifiques au véhicule nécessitent une évaluation séparée.

Exécuter un test pilote représentatif

Testez un module ou une voie en utilisant des parcelles représentatives et la séquence de production prévue.

Mesurez le mouvement et le temps de stabilisation, la précision du tri, le glissement du produit, la variation de tension du bus, le courant de crête et la température après un cycle soutenu. Incluez les conditions de charge complète, de charge légère, de panne, de redémarrage et de récupération.

Choisissez la protection de l'environnement pour l'exposition réelle. Un indice de protection contre la pénétration n'établit pas l'aptitude au stockage au froid, la résistance chimique ou la nettoyabilité hygiénique.

Utilisez les résultats mesurés de disponibilité, de maintenance, d’énergie et de tri pour évaluer la valeur. La construction sans balais élimine l'usure des balais, mais les roulements, les joints, les engrenages, les câbles et les connecteurs nécessitent toujours une attention particulière.

Foire aux questions

1. Le 48 V est-il toujours meilleur que le 24 V pour les équipements de tri ?

Non. Avec la même puissance d'entrée électrique, 48 V réduit le courant continu, mais le choix dépend également du bobinage du moteur, de la vitesse, de la compatibilité du variateur, de la distribution et du système installé.

2. Quelle charge utile un servomoteur basse tension peut-il gérer ?

Il n’existe pas de limite de poids universelle. Calculez le couple, la vitesse, l'inertie, la friction, la géométrie et le service du mécanisme, puis vérifiez le moteur et la transmission sélectionnés.

3. Un servo basse tension a-t-il un entraînement intégré ?

Pas nécessairement. Certains moteurs nécessitent un entraînement séparé. D'autres combinent le moteur, le feedback et l'électronique. Confirmez la configuration du produit et les interfaces prises en charge.

4. Le moteur peut-il fonctionner en continu dans un système de tri ?

C’est possible si les limites continues de couple, de vitesse, de refroidissement et d’entraînement sont respectées. Les cycles démarrage-arrêt répétés nécessitent également de vérifier la durée de pointe, le couple efficace et l'énergie régénérée.

5. Quelles informations sont nécessaires pour un devis ?

Fournissez le type de mécanisme, la plage de charge, la distance ou l'angle de mouvement, les temps de déplacement et de maintien, la fréquence de cycle, la transmission, la plage d'alimentation, le modèle de contrôleur, l'environnement et les dimensions d'installation.

Discutez des exigences de votre axe de tri

Vous sélectionnez un moteur pour un inverseur, un module d'écartement ou un mécanisme de transfert ? Partagez votre charge, votre profil de mouvement, votre tension d'alimentation, votre interface de contrôle et vos exigences d'installation avec Tiger Motion.

Contactez Tiger Motion pour discuter des options de moteur disponibles et demander des informations techniques spécifiques au modèle. Identifiez toutes les exigences en matière de rétroaction, de freinage, d’environnement ou d’entraînement intégré à examiner.