Yaskawa SGD7S vs SGD7W: Chọn trình điều khiển servo trục đơn vs trục kép

Nội dung

1. Điều gì thực sự khác biệt giữa SGD7S và SGD7W?
2. Cạnh nhau: dải nguồn, mạng, kích thước
3. Cả hai ổ đĩa đều chia sẻ những gì (các tính năng của dòng Sigma-7)
4. SGD7W có thực sự tiết kiệm tiền không?
5. Nơi mỗi cái phù hợp với máy thật
6. Cách 5 bước để quyết định
7. Tài liệu tham khảo mô hình phổ biến

Chữ S trong SGD7S có nghĩa là trục đơn: một bộ khuếch đại, một động cơ. Chữ W là viết tắt của "double" - hai động cơ được dẫn động từ một vỏ. Cả hai đều hoạt động với cùng dòng động cơ Sigma-7 (SGM7J, SGM7A, SGM7P, SGM7G) và quy trình vận hành trong SigmaWin+ về cơ bản là giống nhau đối với cả hai ổ đĩa.

Thiết kế trục kép không chỉ là một tính năng tiếp thị. Mô tả sản phẩm riêng của Yaskawa dành cho SGD7W EtherCAT nêu rõ: khả năng trục kép "giảm chi phí hệ thống, cắt giảm số lượng linh kiện và tiết kiệm không gian bảng điều khiển." Điểm cuối cùng đó là điểm mà hầu hết các kỹ sư cảm thấy đầu tiên. Một nửa các đầu nối ở mặt trước. Ít đường ray DIN hơn. Một kết nối bus cấp nguồn cho hai trục thay vì hai đường chạy riêng biệt.

Có phải SGD7W chỉ là hai bộ SGD7S được dán vào một hộp không?

Đó là một trực giác hữu ích, nhưng không hoàn toàn đúng. Mỗi trục trên SGD7W có tầng đầu ra công suất riêng, đầu vào phản hồi bộ mã hóa riêng và mạch phanh động riêng. Từ quan điểm của bộ điều khiển, hai trục trông hoàn toàn độc lập — bạn có thể chạy một trục ở chế độ vị trí và trục kia ở chế độ mô-men xoắn cùng lúc nếu ứng dụng yêu cầu.

Những gì được chia sẻ bên trong vỏ: giao diện giao tiếp mạng (một cổng EtherCAT hoặc MECHATROLINK-III phục vụ cả hai trục), bus DC chính, quạt làm mát và khối I/O kỹ thuật số. Việc chia sẻ đó giúp tiết kiệm không gian bảng điều khiển — và cũng là yếu tố giới hạn dải công suất trên mỗi trục thấp hơn SGD7S. Một lớp vỏ chỉ có thể tản nhiệt ở mức vừa đủ trước khi thiết kế bắt đầu ảnh hưởng đến độ tin cậy.

Quy ước số kiểu máy nhất quán trên cả hai ổ đĩa. Sau tiền tố SGD7S- hoặc SGD7W-, ba chữ số tiếp theo mã hóa dòng điện định mức - và dòng điện đó tương ứng với công suất động cơ cụ thể. Các cặp bên dưới được lấy trực tiếp từ các bảng kết hợp tiêu chuẩn của Yaskawa.

SGD7S Model	Công suất động cơ	Điện áp	SGD7W Model	Công suất trên mỗi trục
SGD7S-R70A	50 W	200 V đơn/3 pha	SGD7W-1R6A	200 W
SGD7S-R90A	100 W	200 V đơn/3 pha	SGD7W-2R8A	400 W
SGD7S-1R6A	200 W	200 V đơn/3 pha	SGD7W-5R5A	750 W
SGD7S-2R8A	400 W	200 V đơn/3 pha	SGD7W-7R6A	1,0 kW
SGD7S-5R5A	750 W	200 V đơn/3 pha	SGD7W-2R6D	750 W (loại 400 V)
SGD7S-7R6A	1,0 kW	200V 3 pha	—	—
SGD7S-120A	1,5 kW	200V 3 pha	—	(SGD7W đạt mức tối đa 1,5 kW mỗi trục)
SGD7S-180A	2,0 kW	200V 3 pha	—	—
SGD7S-200A	3,0 kW	200V 3 pha	—	—
SGD7S-330A	5,0 kW	200V 3 pha	—	—
SGD7S-470A	6,0 kW	200V 3 pha	—	—
SGD7S-550A	7,5 kW	200V 3 pha	—	—
SGD7S-590A	11 kW	200V 3 pha	—	—
SGD7S-780A	15 kW	200V 3 pha	—	—

Nếu bất kỳ trục nào trên máy của bạn vượt quá 1,5 kW thì SGD7W sẽ không phù hợp với trục đó — bạn sẽ cần một SGD7S bất kể các trục khác trông như thế nào.

SGD7S có danh mục rộng hơn. Yaskawa cung cấp MECHATROLINK-III, EtherCAT (bao gồm một biến thể với FSoE để đảm bảo an toàn hơn EtherCAT), Analog/Pulse cho các bộ điều khiển cũ và các phiên bản Sigma-7Siec và MP2600iec tích hợp để điều khiển chuyển động độc lập mà không cần PLC riêng. SGD7W chỉ được cung cấp trong MECHATROLINK-III và EtherCAT — hai mạng xử lý đồng bộ hóa đa trục đúng cách.

Sự khác biệt đó quan trọng hơn âm thanh của nó. Nếu bạn đang chuẩn hóa EtherCAT cho một dòng mới, cả hai ổ đĩa đều được cắm rõ ràng. Nhưng nếu hệ thống hiện tại của bạn sử dụng tín hiệu lệnh tương tự từ bộ điều khiển chuyển động cũ hơn — ví dụ: CNC có đầu ra ±10 V — thì biến thể SGD7S Analog là lựa chọn duy nhất của bạn trong dòng Sigma-7.

Khá nhiều. Nền tảng Sigma-7 là một bước tiến so với Sigma-V và công nghệ điều khiển lõi giống hệt nhau giữa SGD7S và SGD7W. Các tính năng trong bảng bên dưới được chia sẻ — việc chọn một ổ đĩa này thay vì ổ kia không làm thay đổi những gì vòng điều khiển có thể thực hiện trên mỗi trục.

Tính năng	Ý nghĩa của nó trong thực tế
Băng thông vòng lặp tốc độ 3,1 kHz	Phản ứng dẫn đầu ngành. Thời gian xử lý khi di chuyển định vị ngắn hơn đáng kể so với Sigma-V hoặc các ổ đĩa cạnh tranh cùng loại.
Chế độ không điều chỉnh	Kiểm soát ổn định ngay lập tức mà không cần điều chỉnh mức tăng thủ công. Hoạt động tốt cho tải cứng tiêu chuẩn. Tiết kiệm giờ thực trong quá trình vận hành.
Tự động điều chỉnh với thích ứng quán tính	Duy trì độ chính xác điều chỉnh khi thay đổi quán tính lên tới 30:1. Các tham số tương tự hoạt động cho dù trục được tải hay không tải.
Bộ mã hóa tuyệt đối 24-bit	Hơn 16 triệu lần đếm trên mỗi vòng quay. Loại bỏ khả năng dẫn đường tăng sức mạnh và mang lại hiệu suất mượt mà ở tốc độ thấp.
Chống rung	Các bộ lọc hoạt động bù đắp cho sự cộng hưởng của máy, ma sát và gợn sóng mô-men xoắn. Đặc biệt có giá trị đối với tải truyền động bằng dây đai hoặc bánh răng.
An toàn IEC 61508 SIL3	Tắt mô-men xoắn an toàn và các chức năng an toàn khác được chứng nhận theo SIL3 / PLe - không có rơle an toàn bên ngoài cho STO.
Khả năng tương thích ngược	Động cơ Sigma-7 hoạt động với bộ truyền động Sigma-V và ngược lại để di chuyển. Hầu hết người dùng thay ổ đĩa trước, động cơ sau.

Bài học rút ra thực tế: Các thông số hiệu suất mà bạn thực sự quan tâm — băng thông, độ chính xác, thời gian xử lý — đều giống nhau trên mỗi trục giữa SGD7S và SGD7W. Chọn dựa trên số trục, dải công suất và bố cục bảng điều khiển, chứ không dựa trên bất kỳ kỳ vọng nào rằng cái này sẽ hoạt động tốt hơn cái kia.

Đơn giá không phải là sự so sánh đúng. Những gì bạn thực sự mua khi chọn SGD7W là diện tích bảng điều khiển, thời gian đi dây và tính đơn giản trong vận hành. Để phá vỡ nó:

Chiều rộng bảng điều khiển. Hai thiết bị SGD7S đặt cạnh nhau thường chiếm không gian ngang lớn hơn 30–50 mm so với một thiết bị SGD7W. Trên bảng điều khiển nhiều trục bận rộn, điều đó cộng lại - đôi khi đủ để thả xuống kích thước tủ nhỏ hơn.

Các nút mạng. Mỗi SGD7S có một nút EtherCAT hoặc MECHATROLINK-III. SGD7W lấy một nút cho hai trục. Trên máy 16 trục có ít hơn 8 nút để xử lý, định cấu hình và chẩn đoán khi xảy ra lỗi.

Hệ thống dây điện. Một kết nối xe buýt chính và một kết nối đất cho mỗi SGD7W thay vì hai. Nhân với số trục và công việc lấp đầy và chấm dứt ống dẫn đã lưu trở nên có ý nghĩa.

Tản nhiệt. Một quạt, một tản nhiệt. Việc quản lý nhiệt của một đơn vị SGD7W hiệu quả hơn hai đơn vị SGD7S tương đương chạy cạnh nhau.

Giá niêm yết thay đổi tùy theo khu vực và cấu hình, nhưng theo tiêu chuẩn sơ bộ từ giá của nhà phân phối tại Hoa Kỳ: giá SGD7W-2R6D30B (trục kép, 750 W mỗi trục, loại 400 V, MECHATROLINK-III) có giá khoảng 2.849 USD. Hai thiết bị SGD7S tương đương có cùng mức xếp hạng trên mỗi trục thường có giá từ 1,4× đến 1,6× giá SGD7W — và đó là trước khi tính đến cáp bổ sung, không gian bảng điều khiển và giấy phép nút ở phía bộ điều khiển.

Hãy cẩn thận: Tính kinh tế chỉ có tác dụng khi bạn thực sự cần hai trục có dải công suất tương tự và chu kỳ hoạt động tương tự. Nếu chỉ một trong hai trục được ghép nối chạy ở mức tải có ý nghĩa bất kỳ thì kênh thứ hai của SGD7W sẽ bị lãng phí dung lượng mà bạn đã trả tiền.

Ứng dụng	Ổ đĩa được đề xuất	Lý luận
Bảng chỉ mục một trục	SGD7S	Chỉ có một động cơ; không có lợi ích từ amp trục kép
Gắp và đặt giàn XY (tải trọng tương tự)	SGD7W	Hai trục, công suất như nhau, đều chạy liên tục — phù hợp với sách giáo khoa
Robot SCARA (4 trục, công suất đa dạng)	Trộn	SGD7W cho trục cổ tay nhẹ hơn, SGD7S cho đế/vai lớn hơn
Bàn quay trên máy CNC (trục công suất cao đơn)	SGD7S	Có khả năng trên 1,5 kW; ngoài phạm vi SGD7W
Đầu khoan PCB (giai đoạn XY)	SGD7W	Cả hai trục trong phạm vi 200–750 W; không gian bảng điều khiển quan trọng
Máy đóng gói nhiều trạm (8 trục)	SGD7W × 4	Giảm một nửa số lượng bộ khuếch đại; giảm không gian địa chỉ mạng
Bộ nạp máy ép (máy ép servo + bộ chỉ mục)	Trộn	Trục ép thường >3 kW (SGD7S); bộ chỉ mục trong phạm vi SGD7W
Robot xử lý tấm bán dẫn	SGD7W	Nhiều trục công suất từ ​​thấp đến trung bình; không gian bảng điều khiển phòng sạch ở mức cao cấp
Kiểm soát độ căng của web trên máy phủ	SGD7S	Trục căng đơn, công suất thường cao hơn; tích hợp lệnh analog dễ dàng hơn
Robot Delta (3 cánh tay song song)	SGD7W + SGD7S	Hai cánh tay được ghép nối ở SGD7W, thứ ba trên SGD7S - hoặc ba SGD7S nếu nguồn điện vượt quá phạm vi kép

Không thực sự. Họ chia sẻ giao diện mạng, phần mềm chạy thử và cấu trúc tham số. Từ góc nhìn của bộ điều khiển, SGD7W thể hiện dưới dạng hai nút phụ với các địa chỉ tuần tự — vì vậy bạn có thể xen kẽ SGD7S và SGD7W trên cùng một mạng EtherCAT hoặc MECHATROLINK-III mà không cần điều gì đặc biệt.

Những gì cần chú ý: tài liệu và phụ tùng thay thế. Nếu bạn có mười máy trong một nhà máy và ba trong số đó sử dụng hỗn hợp trong khi bảy máy chỉ sử dụng SGD7S thì kho phụ tùng phải bao gồm cả hai và đội bảo trì của bạn phải biết sự khác biệt về hệ thống dây điện. Một số người dùng cuối thích tiêu chuẩn hóa cái này hay cái kia vì lý do đó - ngay cả khi trục kép về mặt kỹ thuật sẽ tiết kiệm tiền cho một bản dựng nhất định.

Năm câu hỏi, theo thứ tự này. Đừng bỏ qua phía trước — mỗi bước sẽ tắt các tùy chọn cho bước tiếp theo.

Số mô hình	Kiểu	Sự miêu tả
SGD7S-R70A30A	Trục đơn	50 W, loại 200 V, MECHATROLINK-III, 0,66 A liên tục
SGD7S-1R6A20A	Trục đơn	Loại 200 W, 200 V, EtherCAT, hỗ trợ bộ mã hóa tuyệt đối 24-bit
SGD7S-2R8A20A	Trục đơn	400 W, loại 200 V, EtherCAT, định mức 2,8 A
SGD7S-7R6A00A	Trục đơn	1,0 kW, loại 200 V, MECHATROLINK-III
SGD7S-180A00A	Trục đơn	2,0 kW, 3 pha 200 V, MECHATROLINK-III
SGD7S-330A00A	Trục đơn	5,0 kW, 200 V 3 pha
SGD7S-780A00A	Trục đơn	15 kW, 200 V 3 pha — hàng đầu trong dòng SGD7S
SGD7W-1R6A20A	Trục kép	200 W mỗi trục, loại 200 V, EtherCAT
SGD7W-2R8A20A	Trục kép	400 W mỗi trục, loại 200 V, EtherCAT
SGD7W-5R5A20A	Trục kép	750 W mỗi trục, loại 200 V, EtherCAT
SGD7W-7R6A20A	Trục kép	1,0 kW mỗi trục, loại 200 V, EtherCAT
SGD7W-2R6D30B	Trục kép	750 W mỗi trục, loại 400 V, MECHATROLINK-III