Lượt xem: 0 Tác giả: Site Editor Thời gian xuất bản: 2026-11-04 Nguồn gốc: Địa điểm
Động cơ servo cho hệ thống băng tải tự động rất hữu ích khi băng tải phải làm nhiều việc hơn là di chuyển sản phẩm ở tốc độ ổn định. Các nhiệm vụ điển hình bao gồm lập chỉ mục lặp lại, đăng ký sản phẩm, tăng tốc có kiểm soát và đồng bộ hóa với thiết bị đóng gói hoặc xử lý.
Tuy nhiên, không phải băng tải nào cũng cần có servo. Các khu vực vận chuyển và tích tụ liên tục có thể được phục vụ tốt hơn bằng cách bố trí ổ đĩa khác. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào kiến trúc chuyển động, tải trọng, độ chính xác và điều khiển cần thiết.
Hướng dẫn này giải thích khi điều khiển servo tăng thêm giá trị và cách chỉ định kết hợp truyền động động cơ cho nhiệm vụ băng tải hoàn chỉnh.
Hệ thống servo sử dụng phản hồi để điều chỉnh chuyển động. Bộ điều khiển tạo ra các lệnh, biến tần điều khiển dòng điện động cơ và động cơ tạo ra mô-men xoắn. Phản hồi giúp hệ thống phát hiện và sửa chữa những sai lệch trong giới hạn hoạt động của nó.
Điều này có thể hỗ trợ các nhiệm vụ băng tải đòi hỏi khắt khe, nhưng nó không đảm bảo sai số vị trí bằng 0 hoặc bù đắp cho mọi sự cố cơ học.
Băng tải lập chỉ mục tiến lên một khoảng cách xác định, dừng lại và chờ trong khi một hoạt động khác diễn ra. Ví dụ bao gồm lắp ráp, kiểm tra, dán nhãn và đóng gói.
Điều khiển servo có thể cung cấp các cấu hình chuyển động lặp lại và độ dài chỉ số có thể điều chỉnh được. Khi khoảng cách giữa các sản phẩm thay đổi, cảm biến và chức năng đăng ký có thể giúp điều chỉnh chuyển động cho phù hợp với đặc điểm sản phẩm được phát hiện.
Chỉ riêng vị trí động cơ không quyết định được vị trí của sản phẩm. Sản phẩm có thể trượt trên dây đai và dây đai có thể bị giãn hoặc trượt so với puli dẫn động. Việc đăng ký chính xác có thể yêu cầu các thiết bị cố định phù hợp, đai dẫn động dương, cảm biến sản phẩm hoặc phản hồi bổ sung.
Hộp số và cam điện tử có thể phối hợp băng tải với một trục khác. Các ứng dụng bao gồm các hoạt động truyền, gói và cắt bay với tốc độ phù hợp.
Bộ điều khiển phải hỗ trợ mối quan hệ cần thiết giữa các trục. Theo dõi robot cũng yêu cầu các chức năng theo dõi tương thích và tham chiếu băng tải được xác định; nó không tự động xảy ra khi cài đặt servo.
Nhiệm vụ băng tải |
Phương pháp thúc đẩy để đánh giá |
|---|---|
Vận chuyển liên tục với tốc độ có thể điều chỉnh |
Động cơ giảm tốc có bộ truyền động biến tốc phù hợp |
Tích lũy theo vùng |
Con lăn có động cơ hoặc bộ truyền động băng tải phi tập trung |
Nhiệm vụ lập chỉ mục vừa phải |
Stepper, stepper vòng kín hoặc servo, tùy theo yêu cầu |
Lập chỉ mục thường xuyên với các mục tiêu giải quyết đòi hỏi khắt khe |
Động cơ servo và bộ truyền động chuyển động tương thích |
Xử lý đã đăng ký hoặc đồng bộ hóa |
Hệ thống chuyển động phối hợp với cảm biến và phản hồi phù hợp |
Các hệ thống dựa trên VFD có thể bao gồm điều khiển véc tơ và phản hồi bộ mã hóa. So sánh khả năng thực tế thay vì cho rằng mọi hệ thống động cơ cảm ứng đều là vòng hở.
Xác định cơ chế băng tải và chu trình sản xuất trước khi chọn động cơ.
Tập hợp tải trọng tối đa của sản phẩm, khối lượng dây đai hoặc xích chuyển động, kích thước ròng rọc, độ nghiêng của băng tải, ma sát và các chi tiết truyền động.
Đối với băng tải không bị trượt ở puli truyền động:
Tốc độ ròng rọc (vòng/phút) = 60 × tốc độ dây đai (m/s) ÷ [π × đường kính ròng rọc (m)]
Đối với tỷ số giảm được xác định bằng tốc độ động cơ chia cho tốc độ ròng rọc:
Tốc độ động cơ = tốc độ ròng rọc × tỷ số giảm tốc
Mối quan hệ đầu ra-mô-men xoắn cơ bản là:
Mô men xoắn ròng rọc = lực truyền động tiếp tuyến × bán kính ròng rọc
Việc tính toán lực dẫn động phải bao gồm lực cản, gia tốc và lực nghiêng tương ứng. Thêm quán tính quay của ròng rọc và con lăn nếu có. Sử dụng dữ liệu của nhà sản xuất linh kiện về ma sát và hiệu suất thay vì giả định một hệ số phổ quát.
Cần có mô-men xoắn cực đại trong các trường hợp như tăng tốc hoặc vượt qua lực cản khởi động. Hoạt động liên tục phải duy trì trong khả năng chịu nhiệt của động cơ.
Kiểm tra:
Momen tăng tốc và giảm tốc.
Mô-men xoắn ở tốc độ hoạt động cần thiết.
Mô-men xoắn RMS trong toàn bộ chu trình sản xuất.
Thời lượng cực đại cho phép và dòng điện truyền động.
Giữ thời gian và hoạt động tốc độ thấp.
Nhiệt độ môi trường xung quanh và điều kiện lắp đặt.
Năng lượng tái tạo trong quá trình giảm tốc hoặc giảm tốc.
Mô-men xoắn RMS là một phép tính sàng lọc nhiệt hữu ích, nhưng tình trạng quá tải kéo dài cũng đòi hỏi phải kiểm tra giới hạn hoạt động của động cơ và bộ truyền động.
Giảm tốc nhanh sẽ truyền năng lượng trở lại hệ thống truyền động. Việc năng lượng đó được lưu trữ, tiêu tán qua điện trở, chia sẻ trên bus DC hay quay trở lại nguồn cung cấp tùy thuộc vào kiến trúc thiết bị.
So sánh quán tính của tải phản xạ tới trục động cơ với quán tính của rôto. Không so sánh trực tiếp khối lượng tải trọng của băng tải với khối lượng động cơ.
Đối với tải quay phía sau hộp số giảm tốc lý tưởng, quán tính của tải phản xạ giảm theo bình phương của tỷ số giảm. Bao gồm tải dịch, các bộ phận quay, quán tính hộp số và quán tính động cơ trong mô hình kích thước hoàn chỉnh.
Không có bảng tỷ lệ quán tính chung nào đảm bảo việc điều chỉnh dễ dàng, độ vọt lố bằng 0 hoặc độ không ổn định trên một giá trị cụ thể. Tỷ lệ chấp nhận được phụ thuộc vào độ cứng, độ tuân thủ, hiệu suất của bộ điều khiển và phản hồi cần thiết.
Hộp số có thể tăng mô-men xoắn đầu ra có sẵn và điều chỉnh tốc độ động cơ. Nó cũng gây ra tổn thất, phản ứng dữ dội và các giới hạn cơ học bổ sung. Truyền động trực tiếp có thể phù hợp khi động cơ có thể đáp ứng mô men xoắn và tốc độ yêu cầu mà không giảm.
Tiger Motion's động cơ servo tiêu chuẩn và Động cơ hộp số tích hợp servo có thể được xem xét dựa trên các yêu cầu này. Xác nhận đường cong tốc độ mô-men xoắn, quán tính rôto, định mức đầu ra và bộ truyền động tương thích dành riêng cho từng mẫu máy trước khi lựa chọn.
Băng tải có thể chạy trống, tải một phần hoặc ở công suất tối đa. Kích thước cho các điều kiện trường hợp xấu nhất có liên quan và xác minh hoạt động ổn định trên phạm vi tải.
Tránh thêm phần trăm tùy ý vào mỗi phép tính. Chọn giới hạn dựa trên độ không chắc chắn, độ mài mòn, sự thay đổi của quy trình và hướng dẫn của nhà sản xuất. Quá khổ có thể làm tăng chi phí, không gian lắp đặt và quán tính rôto mà không giải quyết được vấn đề thực tế.
Phản hồi gia tăng và tuyệt đối đều có thể phù hợp, tùy thuộc vào ứng dụng.
Phản hồi tuyệt đối có thể đơn giản hóa quy trình khởi động lại, nhưng hoạt động một lượt và nhiều lượt khác nhau. Việc duy trì vị trí cũng phụ thuộc vào công nghệ mã hóa và cấu hình hệ thống.
Cả hai loại bộ mã hóa đều không phát hiện được mọi chuyển động của sản phẩm. Nếu các sản phẩm dịch chuyển trong thời gian mất điện, vị trí được giữ lại của động cơ sẽ không xác định được vị trí của chúng sau đó.
Chỉ định:
Khả năng tương thích bộ mã hóa động cơ với ổ đĩa.
Yêu cầu độ phân giải và độ chính xác.
Thủ tục tham khảo và dẫn đường.
Phục hồi sau khi mất điện hoặc bị kẹt.
Bất kỳ phản hồi nào từ dây đai, ròng rọc hoặc vị trí sản phẩm.
Giá trị vị trí 24 bit đại diện cho 16.777.216 vị trí có thể phân biệt trên phạm vi xác định của nó. Điều đó không thiết lập độ chính xác tương đương của băng tải hoặc loại bỏ hiện tượng gợn sóng vận tốc.
Bộ truyền động servo, thay vì chỉ riêng động cơ, thường cung cấp giao diện cho PLC hoặc bộ điều khiển chuyển động.
EtherCAT, PROFINET và EtherNet/IP là các tùy chọn mạng khả thi, nhưng chỉ riêng tên mạng không thiết lập được khả năng chuyển động đồng bộ.
Kiểm tra các chức năng chuyển động được hỗ trợ, cấu hình thiết bị, tốc độ cập nhật, tệp cấu hình và khả năng tương thích của bộ điều khiển. Ví dụ, giao tiếp mạng thông thường và chuyển động phối hợp qua mạng đó có thể yêu cầu các khả năng khác nhau.
Mọi chức năng liên lạc an toàn và an toàn lái xe cần thiết cũng phải được xác minh riêng. Kết nối mạng tiêu chuẩn không thiết lập được một hệ thống được đánh giá an toàn.
Gia tốc cao hơn có thể rút ngắn thời gian di chuyển nhưng làm tăng độ rung của dây đai hoặc khiến sản phẩm trượt, lật hoặc đổ.
Khi được hỗ trợ, cấu hình hạn chế giật có thể làm giảm kích thích cơ học. Đánh giá tổng thời gian di chuyển và định vị cũng như hoạt động của sản phẩm thay vì chỉ tối đa hóa khả năng tăng tốc.
Đối với các hoạt động được đồng bộ hóa, hãy kiểm tra độ chính xác và phản hồi của pha trong quá trình thay đổi tốc độ đường truyền, dừng bình thường và trình tự khởi động lại.
Một số hệ thống servo sử dụng cáp lai mang điện và phản hồi trong một cụm cáp. Khả năng tương thích phụ thuộc vào động cơ, ổ đĩa, giao diện bộ mã hóa, đầu nối và thông số kỹ thuật của cáp.
Ví dụ, HPERFACE DSL có thể sử dụng cặp phản hồi chuyên dụng được tích hợp vào cáp động cơ. Điều này không có nghĩa là phản hồi được truyền đi khắp các dây dẫn pha động cơ.
Xác nhận các yêu cầu về chiều dài cáp, lớp che chắn, bán kính uốn cong và độ uốn cho hệ thống đã chọn.
Băng tải kín khô và băng tải rửa trôi lộ thiên có những yêu cầu khác nhau.
Cung cấp chi tiết về bụi, độ ẩm, áp suất làm sạch, nhiệt độ, hóa chất và thời gian tiếp xúc. Khi thiết kế hợp vệ sinh có vấn đề, hãy đánh giá độ hoàn thiện bề mặt, vòng đệm, đầu nối, hệ thống thoát nước và khả năng làm sạch.
Xếp hạng IP mô tả các thử nghiệm xâm nhập được chỉ định. Nó không tạo ra khả năng chống lại mọi hóa chất tẩy rửa hoặc sự phù hợp cho mọi khu vực chế biến thực phẩm. Đừng cho rằng tất cả các băng tải thực phẩm, đồ uống hoặc dược phẩm đều yêu cầu cùng xếp hạng IP hoặc hợp kim vỏ.
Một servo được cấp nguồn có thể giữ tải trong giới hạn vận hành liên tục của nó, nhưng mô-men xoắn giữ chủ động không thể thay thế cho cách bố trí giữ cơ học phù hợp.
Đối với băng tải nghiêng hoặc chịu tải trọng lực, hãy đánh giá trạng thái khi mất công suất hoặc mô-men xoắn. Xác minh mọi yêu cầu về phanh hoặc dừng lùi và trình tự dừng dự kiến.
Đồng thời kiểm tra tải trọng trục cho phép. Độ căng của đai có thể tạo ra lực hướng tâm đáng kể, do đó ròng rọc có thể cần hỗ trợ ổ trục độc lập thay vì được gắn trực tiếp trên trục động cơ.
Kiểm tra căn chỉnh, theo dõi dây đai, độ căng, lắp hộp số và khớp nối trước khi điều chỉnh. Làm theo các quy trình do nhà sản xuất hỗ trợ và tránh sử dụng bộ lọc để che các bộ phận bị ràng buộc hoặc lỏng lẻo.
Kiểm tra băng tải trống và dưới tải đại diện. Ghi:
Tốc độ đai thực tế và khoảng cách chỉ số.
Độ lặp lại vị trí sản phẩm.
Thời gian di chuyển và giải quyết.
Hành vi nhiệt của động cơ và ổ đĩa.
Đồng bộ hóa với các thiết bị lân cận.
Phát hiện và phục hồi kẹt giấy.
Dừng, khởi động lại và hành vi mất điện.
Thực hiện theo các hướng dẫn nối đất, che chắn và đi dây cáp của thiết bị đã chọn. Không có khoảng cách tách cáp duy nhất phù hợp cho mỗi lần lắp đặt.
Đánh giá khoản đầu tư bằng cách sử dụng thời gian chu kỳ đo được, hư hỏng sản phẩm, phế liệu, bảo trì và mức tiêu thụ năng lượng. Điều khiển servo có thể cải thiện một ứng dụng phù hợp nhưng nó không đảm bảo một khoảng thời gian tiết kiệm hoặc hoàn vốn cụ thể.
Có, nếu động cơ và bộ truyền động đáp ứng các điều kiện về mô-men xoắn, tốc độ và nhiệt độ liên tục cần thiết. Để vận chuyển ổn định, hãy so sánh chi phí và độ phức tạp với hệ thống động cơ giảm tốc phù hợp.
Không. Phản hồi của động cơ sẽ kiểm soát vị trí của động cơ, trong khi độ căng của dây đai, sự trượt ròng rọc, chuyển động của sản phẩm và hoạt động cơ học có thể ảnh hưởng đến vị trí của sản phẩm cuối cùng. Có thể cần thêm cảm biến hoặc định vị tích cực.
Không phải lúc nào cũng vậy. Hộp số rất hữu ích khi việc giảm tốc giúp đáp ứng các yêu cầu về mô-men xoắn, tốc độ hoặc quán tính. Có thể truyền động trực tiếp khi động cơ và thiết kế cơ khí hoàn chỉnh đáp ứng được nhiệm vụ.
Không. Chọn phản hồi dựa trên yêu cầu định vị và khởi động lại. Phản hồi tuyệt đối có thể đơn giản hóa việc khôi phục nhưng nó không tự động loại bỏ việc kiểm tra địa chỉ hoặc vị trí sản phẩm.
Cung cấp loại băng tải, phạm vi tải trọng, đường kính ròng rọc, tỷ số truyền, tốc độ đai, khoảng cách chỉ số, thời gian di chuyển, thời gian dừng, độ nghiêng, điện áp cung cấp, mô hình bộ điều khiển và điều kiện môi trường.
Lập kế hoạch băng tải lập chỉ mục, chuyển giao đồng bộ hoặc trang bị thêm? Chia sẻ bố cục cơ khí, phạm vi tải, chu trình sản xuất, giao diện điều khiển và các ràng buộc cài đặt của bạn với Tiger Motion.
Liên hệ với Tiger Motion để thảo luận về các lựa chọn động cơ và yêu cầu thông tin kỹ thuật dành riêng cho từng mẫu xe. Bao gồm mọi yêu cầu về hộp số, bộ mã hóa, phanh và môi trường để có thể xem xét cấu hình đề xuất trước khi đặt hàng.
