Bộ Kit Động Cơ Servo AC Delta ASD-A2-2023-L — Dòng ASDA-A2 2.0 kW, 3000 vòng/phút / 6.37 N·m, Khung 100mm

Tốc Độ Quan Trọng

Không phải mọi trục servo 2 kW đều cần mô-men xoắn tối đa ở tốc độ thấp. Một số ứng dụng đòi hỏi điều khác biệt — tốc độ chu kỳ cao, gia tốc nhanh, thời gian ổn định chặt chẽ và động cơ đủ nhỏ gọn để lắp vừa nơi khung 130mm đơn giản là không vừa. Bộ kit Delta ASD-A2-2023-L được thiết kế dựa trên yêu cầu đó. Nó kết hợp động cơ servo khung 100mm, quán tính thấp Động cơ trong bộ kit 3.000 vòng/phút này là — được định mức 3.000 vòng/phút và 6.37 N·m — với bộ điều khiển ASD-A2-2023-L đầy đủ tính năng và cáp tương thích, mang lại một hệ thống được tối ưu hóa cho các ứng dụng động, tốc độ cao thay vì mô-men xoắn liên tục lớn.

Thân động cơ khung 100mm là một lợi thế đáng kể về kích thước trên các máy có hình học lắp đặt chật hẹp — trục quay trên trung tâm gia công CNC nhỏ, khớp nối robot trên hệ thống SCARA nhỏ gọn và trục cấp liệu trên thiết bị đóng gói tốc độ cao nơi động cơ phải lắp vừa giữa các bộ phận kết cấu mà khung lớn hơn sẽ va chạm. Với trọng lượng 6.2 kg không có phanh, ECMA-C11020RS cũng đủ nhẹ để khối lượng của nó không đóng góp đáng kể vào quán tính của các cấu trúc cánh tay khớp nối.

Có gì trong Bộ Kit

• 1 × ECMA-C11020RS — động cơ servo AC quán tính thấp 2.0 kW, khung 100mm, 3.000 vòng/phút
• 1 × ASD-A2-2023-L — bộ điều khiển servo ASDA-A2 2.0 kW tương thích, đầu vào 3 pha 220V
• 1 × Cáp Encoder — 3m, từ động cơ đến cổng CN2 của bộ điều khiển
• 1 × Cáp Nguồn — 3m, từ động cơ đến các đầu cuối ra U/V/W của bộ điều khiển

Động cơ, bộ điều khiển và cáp được ghép nối sẵn và vận chuyển như một hệ thống đã được xác minh. Đầu nối điều khiển CN1 do người dùng cung cấp và được đấu dây với PLC chủ hoặc bộ điều khiển chuyển động trong quá trình lắp đặt.

Thông số Kỹ thuật Động Cơ — ECMA-C11020RS

Thông số Kỹ thuật Bộ Điều Khiển — ASD-A2-2023-L

Quán tính thấp, Tốc độ cao: Lợi thế của Dòng ECMA-C

ECMA-C11020RS thuộc về dòng động cơ quán tính thấp của Delta, và phân loại đó có ý nghĩa trực tiếp đến cách trục hoạt động trong điều kiện động.

Quán tính rôto là 4.45 × 10⁻⁴ kg·m² thấp hơn đáng kể so với các động cơ quán tính trung bình có công suất tương đương. Điều này quan trọng nhất trong quá trình gia tốc và giảm tốc — rôto nhẹ hơn sẽ gia tốc nhanh hơn với một mô-men xoắn nhất định và giảm tốc nhanh hơn khi phanh. Tốc độ công suất 90.6 kW/s định lượng khả năng động này: đó là tốc độ mà động cơ có thể tạo ra năng lượng động học trong rôto, và các giá trị cao hơn cho thấy khả năng phản hồi tốt hơn với các thay đổi tốc độ nhanh chóng. Kết hợp với tần số phản hồi vận tốc 1 kHz của bộ điều khiển ASDA-A2 và thời gian ổn định dưới 1 ms, kết quả là một hệ thống đạt được vị trí lệnh nhanh chóng và dừng lại gọn gàng mà không bị dao động kéo dài.

Tốc độ tối đa 5.000 vòng/phút — cao hơn nhiều so với tốc độ định mức 3.000 vòng/phút — cung cấp khoảng trống để hấp thụ quá tốc trong quá trình gia tốc nhanh và cho phép trục hoạt động trên tốc độ cơ bản trong các ứng dụng mà hoạt động công suất không đổi ở mô-men xoắn giảm được chấp nhận. Đối với một máy chạy liên tục ở 3.000 vòng/phút với các lần vượt quá ngắn lên 4.500 vòng/phút trong quá trình quá tốc, khoảng trống này là sự khác biệt giữa việc theo dõi hồ sơ gọn gàng và lỗi quá tốc.

Tốc độ định mức 3.000 vòng/phút cũng có nghĩa là động cơ này tạo ra 6.37 N·m đầy đủ ở vận tốc tuyến tính cao hơn so với các động cơ có công suất tương đương chạy ở 2.000 vòng/phút. Trên một máy sử dụng trục vít bi bước 5mm, 3.000 vòng/phút tương đương với 250 mm/s di chuyển tuyến tính — đủ nhanh cho hầu hết các ứng dụng cấp liệu cắt và định vị mà không cần giảm tốc bằng bánh răng.

Encoder 20-Bit: 1.280.000 xung mỗi vòng quay tiêu chuẩn

Mọi động cơ dòng ECMA-C đều được cung cấp với encoder tăng dần 20-bit — 1.280.000 xung mỗi vòng quay động cơ — không phải là tùy chọn cao cấp mà là cấu hình tiêu chuẩn trên toàn bộ dòng động cơ ASDA-A2.

Ý nghĩa của độ phân giải này thể hiện khác nhau ở các đầu khác nhau của dải tốc độ. Ở tốc độ cao, mật độ xung cao của encoder có nghĩa là vòng lặp phản hồi vận tốc của bộ điều khiển nhận được tín hiệu vận tốc rất chi tiết, tạo ra sự quay động cơ mượt mà mà không bị gợn mô-men xoắn. Ở tốc độ thấp — nơi bất kỳ encoder thô hơn nào cũng tạo ra nhiễu lượng tử hóa vận tốc khiến động cơ bị giật và săn — encoder 20-bit cung cấp đủ độ phân giải cho sự quay ổn định, mượt mà ngay cả ở tốc độ bò.

Đối với các ứng dụng định vị trên máy có trục vít bi bước 5mm, 1.280.000 xung encoder mỗi vòng quay chia cho bước 5mm cho độ phân giải lệnh lý thuyết là 3.9 nanomet. Trên thực tế, độ đàn hồi cơ học giới hạn độ chính xác có thể đạt được trước khi encoder trở thành yếu tố hạn chế — đó chính xác là ưu tiên thiết kế đúng. Hệ thống phản hồi không bao giờ là yếu tố hạn chế.

Bộ Điều Khiển ASDA-A2: Một Nền Tảng, Không Chỉ Là Bộ Điều Khiển

ASD-A2-2023-L là bộ điều khiển phiên bản tiêu chuẩn trong nền tảng ASDA-A2. Hiểu rõ nền tảng này bao gồm những gì sẽ giải thích tại sao nhiều nhà chế tạo máy chọn dòng A2 ngay cả đối với các ứng dụng ban đầu không yêu cầu đầy đủ bộ tính năng của nó.

Chế độ Thanh ghi Vị trí (PR) lưu trữ tới 64 hồ sơ chuyển động bên trong bộ điều khiển — vị trí đích, tốc độ di chuyển, dốc gia tốc, thời gian dừng, và các bộ kích hoạt chuyển tiếp. Một chuỗi lập chỉ mục đa vị trí hoàn chỉnh có thể chạy từ chương trình nội bộ của bộ điều khiển để phản hồi các bộ kích hoạt đầu vào kỹ thuật số đơn giản, mà không cần PLC chủ xuất lệnh vị trí. Đối với các máy thực hiện một tập hợp các chuyển động cố định, chế độ PR hoàn toàn chuyển gánh nặng lập trình trình tự chuyển động cho bộ điều khiển. Phần mềm cấu hình ASDA-Soft cho phép lập trình các hồ sơ này một cách đồ họa, và các hồ sơ chuyển động có thể được thay đổi ngay lập tức trong quá trình hoạt động.

Bánh răng điện tử (E-CAM) đồng bộ hóa động cơ của bộ điều khiển với một encoder chủ bên ngoài bằng cách sử dụng bảng cam do người dùng xác định với tối đa 720 điểm dữ liệu. Bộ điều khiển liên tục đọc vị trí encoder chủ và di chuyển động cơ đến vị trí theo dõi tương ứng theo bảng cam — đạt được chuyển động đồng bộ theo các mối quan hệ phi tuyến tính giữa chủ và theo dõi mà không cần bộ điều khiển chuyển động tốc độ cao trong PLC bên ngoài. Các ứng dụng điển hình của E-CAM là cắt bay, cắt tròn và chuyển tiếp băng tải đồng bộ sang cánh tay, nhưng bất kỳ chuyển động nào yêu cầu một trục theo dõi trục khác theo tỷ lệ xác định nhưng phi tuyến tính đều có lợi từ khả năng này.

Bộ lọc cộng hưởng tự động nhắm mục tiêu các cộng hưởng cơ học — các tần số rung động cấu trúc gây ra sự bất ổn định của trục khi tăng độ lợi vòng lặp servo. Bộ điều khiển xác định tần số cộng hưởng bằng cách phân tích phản ứng của động cơ trong quá trình hoạt động bình thường và tự động đặt một bộ lọc cộng hưởng ở tần số đó trong đường dẫn lệnh mô-men xoắn, triệt tiêu cộng hưởng mà không cần làm việc với máy hiện sóng thủ công. Hai bộ lọc triệt tiêu rung động độc lập giải quyết dao động tần số thấp ở đầu làm việc của máy — loại rung động còn sót lại gây ra độ trễ ổn định sau một chuyển động nhanh.

Các chức năng Capture và Compare

cung cấp I/O xung tốc độ cao cho các ứng dụng yêu cầu chụp vị trí được kích hoạt bởi sự kiện hoặc kích hoạt đầu ra tại một vị trí xác định. Chúng rất cần thiết cho các thiết bị phải đánh dấu, cắt, khoan hoặc phân phối tại các vị trí tham chiếu trên một phôi chuyển động — máy dán nhãn, đầu khoan bay và thiết bị đầu ra đồng bộ vị trí.Điều khiển cổng trục

phối hợp hai trục được kết nối cơ học — một cấu hình phổ biến trên các máy phay CNC khổ lớn, trung tâm gia công dạng cầu và máy vẽ khổ lớn nơi một dầm đơn được điều khiển bởi hai động cơ, mỗi động cơ ở một đầu. Chức năng cổng trục bù đắp độ lệch vị trí giữa hai trục theo thời gian thực, ngăn dầm bị lệch dưới tải không đối xứng.

Truyền thông: Bốn Đường Đến Bộ Điều Khiển

ASD-A2-2023-L xử lý tích hợp ở các cấp độ mạng khác nhau thông qua bốn giao diện truyền thông của nó.RS-232

là kết nối PC trực tiếp để cấu hình và làm việc với tham số bằng phần mềm ASDA-Soft của Delta. Phần mềm cung cấp trình chỉnh sửa tham số hoàn chỉnh, giám sát máy hiện sóng thời gian thực các dạng sóng vị trí, tốc độ và mô-men xoắn, khả năng chạy JOG và chức năng teach-in để ghi lại vị trí từ chuyển động động cơ thủ công.RS-485

cho phép mạng đa điểm — nhiều bộ điều khiển ASD-A2 chia sẻ một bus RS-485 duy nhất được đấu dây với PLC chủ hoặc HMI. Mỗi bộ điều khiển có một địa chỉ trạm được gán. Đối với các bảng điều khiển đa trục có bốn hoặc nhiều trục servo, dây bus RS-485 giảm đáng kể số lượng cáp so với các đường nối tiếp riêng lẻ.CANopen

triển khai tiêu chuẩn hồ sơ chuyển động CiA 402, làm cho bộ điều khiển trở thành một thiết bị slave CANopen tuân thủ tiêu chuẩn tương thích với bất kỳ master CiA 402 nào. Các chế độ hoạt động vị trí, vận tốc và mô-men xoắn đều có thể truy cập thông qua các đối tượng CANopen tiêu chuẩn hóa. Các nhà chế tạo máy có nền tảng PLC hỗ trợ chuyển động CANopen — Beckhoff, Kollmorgen, B&R, và các hãng khác — có thể tích hợp ASD-A2 vào kiến trúc điều khiển hiện có của họ mà không cần lập trình truyền thông tùy chỉnh.USB

cung cấp kết nối PC trực tiếp mà không cần bộ chuyển đổi RS-232/485, sử dụng cùng phần mềm ASDA-Soft. Để thiết lập ban đầu trên bàn làm việc, USB là kết nối tiện lợi nhất để thiết lập.

Được Bịt kín và Bảo vệ: IP65 trên Động CơECMA-C11020RS có chứng nhận IP65

— hoàn toàn chống bụi (IP6X) và được bảo vệ chống tia nước trực tiếp từ mọi hướng (IPX5). Phớt dầu được lắp ở đầu ra trục mở rộng sự bảo vệ này đến khe hở quan trọng giữa trục quay và thân động cơ, ngăn sương làm mát, sol khí dầu cắt và hạt mịn xâm nhập vào khoang ổ trục.

Đối với động cơ 100mm lắp đặt bên trong máy công cụ hoặc hệ thống đóng gói, IP65 là mức bảo vệ cơ bản cần thiết để đạt được tuổi thọ hợp lý. Nếu không có ổ trục được bít kín và phớt dầu, sự nhiễm bẩn do chất làm mát trong môi trường CNC chỉ là vấn đề thời gian. ECMA-C11020RS giải quyết vấn đề này với phớt dầu được bao gồm tiêu chuẩn trên hậu tố RS — đó không phải là tùy chọn đặt hàng tùy chỉnh. trục rãnh then 22mm với lỗ vít ren

cung cấp khả năng khớp nối dương dưới cả hai hướng mô-men xoắn và ngăn chặn sự di chuyển trục theo chiều dọc. Trên các trục đảo chiều nhiều lần mỗi phút, một vít giữ tác động lên mặt cuối trục là một phương pháp đáng tin cậy để giữ khớp nối đúng vị trí mà không chỉ dựa vào sự ăn khớp.

Nơi Bộ Kit Này Thường Được Sử Dụng

Tốc độ định mức 3.000 vòng/phút và khung nhỏ gọn 100mm làm cho bộ kit ASD-A2-2023-L trở thành lựa chọn phù hợp cho:Trung tâm gia công CNC và máy khắc

— trục cấp liệu trên các trung tâm gia công đứng nhỏ, trục bàn định tuyến và hệ thống cắt laser nơi động cơ phải lắp vừa trong giới hạn kết cấu của máy đồng thời mang lại phản ứng động nhất quán trên toàn bộ phạm vi di chuyển.Máy đóng gói tốc độ cao

— bộ chỉ mục thùng carton, trục dây chuyền đóng gói dạng túi và cơ cấu vận chuyển sản phẩm nơi tốc độ chu kỳ là chỉ số hiệu suất chính và động cơ cần hoàn thành di chuyển định vị gọn gàng trong một khoảng thời gian chặt chẽ.Robot và hệ thống xử lý

— trục khớp nối robot SCARA, trục cổng trục Cartesian và trục cánh tay gắp-thả nơi kích thước khung 100mm cho phép động cơ được tích hợp vào cấu trúc robot thay vì lắp bên ngoài.Lắp ráp bán dẫn và điện tử

— máy gắn chip, hệ thống gắn chip và thiết bị đặt PCB cần định vị nhanh chóng, chính xác, lặp lại của các dụng cụ nhẹ.In ấn và chuyển đổi

— trục điều khiển đăng ký, trục cấp liệu cuộn và trục định vị máy cắt-cuộn nơi sự kết hợp giữa tốc độ và khả năng đồng bộ hóa E-CAM giảm sự phụ thuộc vào điều khiển chuyển động bên ngoài phức tạp.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Mẫu động cơ cụ thể nào ghép nối với ASD-A2-2023-L trong bộ kit 3000 vòng/phút / 6.37 N·m này, và nó có phải là động cơ khác với biến thể 2000 vòng/phút / 9.55 N·m không?Động cơ trong bộ kit 3.000 vòng/phút này là ECMA-C11020RS

— động cơ khung 100mm, quán tính thấp, 2.0 kW. Nó là một động cơ khác biệt cơ bản so với ECMA-E11320RS được sử dụng trong bộ kit 2.000 vòng/phút / 9.55 N·m. Hai động cơ có cùng định mức công suất (2.0 kW) nhưng khác nhau về kích thước khung (100mm so với 130mm), lớp quán tính (thấp so với trung bình-cao), tốc độ định mức (3.000 vòng/phút so với 2.000 vòng/phút) và mô-men xoắn định mức (6.37 N·m so với 9.55 N·m). Mối quan hệ giữa mô-men xoắn và tốc độ được chi phối bởi phương trình công suất cơ bản: công suất bằng mô-men xoắn nhân với vận tốc góc. Cả hai động cơ đều tạo ra 2 kW, nhưng động cơ 3.000 vòng/phút đạt được công suất đó thông qua tốc độ cao hơn và mô-men xoắn thấp hơn, trong khi động cơ 2.000 vòng/phút sử dụng tốc độ thấp hơn và mô-men xoắn cao hơn. Việc lựa chọn giữa chúng phụ thuộc vào tỷ số truyền cơ khí, đặc tính tải và các ràng buộc lắp đặt vật lý của trục máy cụ thể.

Q2: Mẫu bộ điều khiển là ASD-A2-2023-L. Các chữ cái hậu tố khác nhau trên bộ điều khiển ASD-A2-2023 có nghĩa là gì, và hậu tố có ảnh hưởng đến động cơ nào có thể ghép nối với bộ điều khiển không?Phần số của mẫu bộ điều khiển — 2023

• — chỉ định lớp công suất định mức của bộ điều khiển (200 = 2.0 kW) và lớp điện áp (3 = 3 pha 220V). Hậu tố chữ cái chỉ ra biến thể truyền thông:-L
• — Phiên bản tiêu chuẩn với RS-232 / RS-485 / USB (bộ kit này)-M
• — Thêm truyền thông mạng tốc độ cao DMCNET-E
• — Giao diện truyền thông EtherCAT-F

— Phiên bản đầy đủ tính năng với EtherCAT và hỗ trợ vòng kín hoàn toàn qua CN5

Hậu tố không thay đổi thông số kỹ thuật điện, dòng điện định mức hoặc danh sách động cơ tương thích của bộ điều khiển. Tất cả các biến thể ASD-A2-2023 đều ghép nối với cùng các động cơ dòng ECMA 2.0 kW 220V, bao gồm cả ECMA-C11020RS. Việc lựa chọn hậu tố phụ thuộc vào giao thức truyền thông mà bộ điều khiển chủ của máy sử dụng. Đối với các máy được điều khiển bởi PLC có RS-485 hoặc master CANopen tiêu chuẩn, biến thể -L hoàn toàn có khả năng. Nếu bộ điều khiển chuyển động của máy giao tiếp qua EtherCAT, thì cần có biến thể -E.

Q3: Cần những thành phần bổ sung nào ngoài bộ kit để trục servo hoạt động đầy đủ?Bộ kit cung cấp động cơ, bộ điều khiển và cáp kết nối. Việc lắp đặt bảng điều khiển hoàn chỉnh bổ sung yêu cầu nguồn điện 3 pha 200–230V AC với bộ ngắt mạch được định mức phù hợp (hướng dẫn sử dụng ASDA-A2 quy định bộ ngắt 20A cho mẫu 2.0 kW), nguồn điện điều khiển 24V DC cho mạch điều khiển của bộ điều khiển và bộ dây CN1 kết nối I/O của PLC chủ với đầu vào và đầu ra kỹ thuật số của bộ điều khiển. Đối với các trục có tải quán tính cao hoặc giảm tốc nhanh thường xuyên, điện trở hãm tái sinh được kết nối với các đầu cuối B1/B2 của bộ điều khiển sẽ hấp thụ năng lượng trả về bus DC trong quá trình phanh động cơ. Bộ điều khiển có điện trở tái sinh bên trong, nhưng các ứng dụng có tải quán tính cao hoặc thời gian giảm tốc ngắn có thể vượt quá khả năng của nó — điều này nên được đánh giá dựa trên chu kỳ làm việc trong quá trình thiết kế hệ thống. Bộ lọc nhiễu

trên nguồn đầu vào cũng được khuyến nghị để tuân thủ EMC trong các cài đặt mà nhiễu dẫn có thể ảnh hưởng đến các thiết bị khác trên cùng nguồn cấp.

Q4: Động cơ trong bộ kit không có phanh giữ. Những ứng dụng nào yêu cầu biến thể có phanh, và nên chỉ định mẫu động cơ nào thay thế?ECMA-C11020RS tiêu chuẩn là biến thể không phanh, phớt dầu, rãnh then được chỉ định bởi hậu tố RS

. Phanh giữ là cần thiết trên bất kỳ trục nào mà trọng lực có thể làm cho tải di chuyển khi bộ điều khiển servo bị ngắt điện — trục Z thẳng đứng trên trung tâm gia công, cánh tay cổng trục nâng cao và bất kỳ cơ cấu nào được giữ ở vị trí nâng trong các khoảng dừng hoạt động bình thường. Phanh giữ trục động cơ ở vị trí cố định khi ngắt điện 24V DC (thiết kế phanh ngắt điện), ngăn chặn trục rơi không kiểm soát khi dừng khẩn cấp hoặc mất điện. Tương đương có phanh của ECMA-C11020RS giữ nguyên kích thước khung, đường kính trục, cuộn dây điện và thông số kỹ thuật encoder, nhưng tăng thêm khoảng 0.5 kg trọng lượng động cơ và tăng quán tính rôto lên 4.95 × 10⁻⁴ kg·m². Quan trọng là, phanh giữ chỉ được thiết kế để giữ trục ở vị trí cố định — nó không phải là phanh dịch vụ và không được sử dụng để giảm tốc động cơ đang quay, vì làm như vậy sẽ làm mòn nhanh chóng lớp lót phanh và gây ra hỏng hóc sớm.

Q5: Chế độ Thanh ghi Vị trí (PR) của ASD-A2-2023-L hoạt động như thế nào, và nó có thực tế cho một máy không có bộ điều khiển chuyển động cao cấp không?Chế độ PR lưu trữ tới 64 hồ sơ chuyển động

trực tiếp trong bộ nhớ nội bộ của bộ điều khiển. Mỗi hồ sơ chỉ định một vị trí đích, tốc độ di chuyển, thời gian gia tốc, thời gian giảm tốc, thời gian dừng và điều kiện kích hoạt cho chuyển động tiếp theo. Một PLC đơn giản — ngay cả một PLC không có lệnh điều khiển chuyển động chuyên dụng — có thể kích hoạt một chuỗi định vị hoàn chỉnh bằng cách chuyển đổi một đầu ra kỹ thuật số duy nhất được đấu dây vào đầu vào CN1 của bộ điều khiển. Bộ điều khiển thực hiện hồ sơ đầy đủ một cách tự động: gia tốc, di chuyển đến vị trí, giảm tốc, ổn định và báo hiệu hoàn thành trở lại PLC thông qua đầu ra kỹ thuật số. Phần mềm ASDA-Soft cho phép lập trình hồ sơ một cách đồ họa trên PC, sau đó tải xuống bộ điều khiển và lưu trữ vĩnh viễn. Đối với các máy lặp lại một tập hợp các chuyển động xác định — bàn quay chỉ mục quay qua các trạm cố định, trục cấp liệu di chuyển các khoảng cách cố định hoặc cơ cấu lắp nhiều bước — chế độ PR hoàn toàn thực tế như kiến trúc điều khiển chuyển động chính, với PLC quản lý logic quy trình làm việc (hiện diện bộ phận, hoàn thành chu kỳ, xử lý lỗi) thay vì đưa ra lệnh vị trí thời gian thực.