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