Обновленный Ноябрь 2019 года ⚙️ Ведущими тенденциями в разработке электродвигателей для движения являются переход к индивидуальным решениям; усиление акцента на эффективность; и (там, где это уместно) более широкое использование двигателей, обеспечивающих миниатюризацию (при проектировании с высокой энергопотреблением) и подключение к возможностям Интернета вещей.
“По мере того, как решоринг набирает обороты, мы видим все больше массовой кастомизации”, — сказал Скотт Эванс, директор по продуктовой стратегии Kollmorgen.
Вот еще немного, чтобы проиллюстрировать, что это значит: “Как только развивающиеся страны начали осваивать массовое производство с использованием более дешевой рабочей силы, рабочие места в обрабатывающей промышленности исчезли из развитых стран. Но сегодня доступная автоматизация и CAD/CAM позволяют компаниям вернуть производство в США”, — пояснил Эванс.
“Наблюдается распространение сетей связи для датчиков, VFD, ввода-вывода и сервоприводов, но промышленный Ethernet обещает упрощение и контроль затрат”. —Дуг Парентис из Moog Animatics
На этот раз речь идет не только о массовом производстве формочек для печенья, но и о массовом изготовлении изделий по индивидуальному заказу с минимальным временем замены для все меньших партий.
“Даже поставщики motion выясняют, как быстро и эффективно настраивать оборудование с минимальными затратами. Таким образом, производители, у которых есть идея, но которые считают, что готовых коммерческих продуктов для движения недостаточно, теперь могут использовать совместное проектирование и кастомизацию с поставщиками”, — заключил Эванс.
Одним из проявлений тенденции к кастомизации является консолидация продуктов Нажмите, чтобы Написать твит По словам Брэндона Стейнберга, регионального менеджера по развитию бизнеса Portescap в Северной Америке, одним из проявлений основной тенденции к кастомизации является консолидация продуктов. Здесь производители двигателей стремятся удовлетворить требования клиентов к большей скорости, крутящему моменту и интеграции с предварительно интегрированными установками. “Итак, для тех инженеров, которые хотят увеличить скорость и крутящий момент, мы совместно разрабатываем конструкции, которые максимально увеличивают отведенное пространство для обеспечения высокой выходной мощности и КПД”, — сказал Стейнберг.
Рассмотрим родственную тенденцию, характерную для бесщеточных двигателей постоянного тока, — интеграцию элементов управления. Растущий набор веб-инструментов настройки позволяет разработчикам с большей легкостью подбирать такие сочетания двигателя и управления.
Интегрированное движение также является ведущей тенденцией в области шаговых двигателей. Здесь сочетание шагового двигателя, привода, контроллера и энкодера упрощает установку. Кроме того, такие методы управления, как технология гибридного движения (hMT), помогают шаговым двигателям сохранять свои преимущества в виде плотности крутящего момента, отсутствия дрожания при остановке и способности работать без настройки, обеспечивая при этом надежную синхронизацию, контроль крутящего момента и более холодную работу серводвигателей. Так считает Кларк Хаммел из Schneider Electric Motion.
Регулирование крутящего момента шаговых двигателей (теперь возможно с помощью hMT) позволяет шаговым двигателям работать даже на осях для выполнения задач намотки, укупорки и зажима, которые ранее были невозможны из-за сбоев и потери синхронизации.
Другие границы между тем, какие типы двигателей подходят для каких применений, размыты. “За последнее десятилетие использование приводов с регулируемой скоростью вращения значительно расширилось во всех областях применения”, — сказал Уилл Делсман, менеджер по внутренним и техническим продажам NK Technologies. Компания производит датчики для измерения тока, напряжения и мощности для оборудования промышленной автоматизации.
Более конкретно, полевые приводы на основе векторного управления без датчиков стали обычным явлением, причем от одного и того же привода доступны как векторные выходы, так и выходы по напряжению/ герцу. “Здесь мы видим сервоприводы переменного тока, управляющие позиционированием и перемещением продукта там, где ранее использовались только сервоприводы постоянного тока”, — добавил Дельсман.
Двигатели, разрабатываемые по индивидуальному заказу, часто принимают форму итераций, ориентированных на конкретное применение. По словам Мэтта Марроу, менеджера по развитию бизнеса Portescap, загвоздка в том, что разработчики двигателей должны как можно лучше ознакомиться с конечными приложениями, чтобы помочь оптимизировать производительность. Только тогда они смогут адаптировать материалы, магниты, конструкцию и производственные процессы в соответствии со спецификациями OEM.
Показательный пример: упаковка, продукты питания и напитки требуют моющихся двигателей, но устаревшие серводвигатели из нержавеющей стали были дорогими и большими и часто были ненамного надежнее стандартных серводвигателей. Теперь спрос плюс Закон о модернизации системы безопасности пищевых продуктов (FSMA) вынуждают производителей делать эти двигатели более долговечными.
Другой пример функциональной конструкции двигателя, ориентированной на конкретные приложения, можно найти на рынке пассажирских железнодорожных перевозок и вагонов метро. Эта отрасль исторически использовала щеточные двигатели постоянного тока для автоматического открывания дверей, но такие двигатели выходили из строя и добавляли сложности из-за отдельных элементов управления и связанной с ними проводки, которые должны были проходить через автомобиль, сказал Джон Морхед, национальный менеджер по продажам Crouzet Motors и Crouzet Automation, брендов датчиков InnoVista.
“В ответ на потребность железнодорожной отрасли в автоматических дверных системах с более длительным сроком службы, которые проще устанавливать и управлять, компания Crouzet Motors разработала бесщеточные мотор-редукторы DCmind с возможностью подключения к сети CANopen”, — сказал он. “Редукторные двигатели (поскольку они бесщеточные) служат дольше, чем щеточные двигатели постоянного тока, которые они заменяют, и (благодаря встроенным элементам управления) устраняют дополнительные затраты на установку и сложность, связанные со щеточными двигателями постоянного тока и отдельными элементами управления и проводкой”. CANopen обеспечивает экономичное и простое подключение к сети с использованием простой двухпроводной системы.
Вот еще один пример из индустрии медицинского оборудования. Приводы BEI Kimco с линейной звуковой катушкой теперь оснащены встроенными датчиками положения. “Мы разработали встроенные линейные приводы для аппаратов искусственной вентиляции легких и устройств для проверки срока службы сердечных клапанов, которые выдерживают более 100 миллионов циклов”, — сказал Джим Макнамара, старший инженер по приложениям BEI Kimco.
Всего 10 лет назад компания westarted manufacturing размещала приводы. “Теперь наши встроенные приводы обеспечивают надежность, в которой нуждаются наши клиенты и которую им пришлось бы разрабатывать самостоятельно”, — добавил он.
Другие признают конкретные примеры, но говорят, что переход к интеграции функций двигателя является общеотраслевой тенденцией. “Снижение затрат за счет увеличения количества подкомпонентов и интеграции электроники стимулирует инновации в области компонентов движения в большей степени, чем потребности какой-либо отдельной отрасли”, — сказал Дэвид Маркс, менеджер по разработке двигателей и исследованиям в Moog Components Group.
Эд Туллар, менеджер по продажам Groschopp, считает, что спрос на двигатели с малой мощностью растет из-за растущей доступности элементов управления, электроники и датчиков. Падение цен на редкоземельные элементы также сделало производство множества мощных двигателей вновь конкурентоспособным по цене.
С другой стороны, закон Мура позволил использовать многие приложения, которые были недоступны 10 лет назад, поскольку новые элементы управления теперь позволяют инженерам использовать традиционные технологии двигателей и передачи энергии для создания все более сложных конструкций движения.
“Управление движением настолько улучшилось, что ошибка — фактическое движение по сравнению с командным движением — теперь контролируется в диапазоне 1 мкс с помощью электроники, установленной на объекте движения или в нескольких метрах от него”, — сказал Эванс. “Таким образом, такие явления, как дрожание и запаздывание, которые были огромными проблемами несколько лет назад, сейчас являются менее значимыми”.
Рассмотрим конструкции с приводом по проводам.
“Мы можем управлять беспилотниками над интересующими целями из одного центра управления, расположенного за тысячи миль, используя спутники кабельного телевидения и бытовую электронику COTS на обоих концах коммюнике, и задержка составляет менее секунды. Все это было невозможно 10 лет назад”, — сказал Эванс. Фактически, одни и те же технологии теперь используются во всем — от процессов на нескольких заводах, таких как нефтепереработка, до беспилотных транспортных средств для добычи полезных ископаемых и других геологоразведочных работ.
“Даже сверхпрочные приложения, такие как медленные этикетировочные машины, могут иметь гораздо более простую механику, поскольку более производительное движение теперь стало более доступным”, — продолжил Эванс. “Итак, если производитель может купить шаговую систему по той же цене, которую он когда—то заплатил, например, за механическую муфту сцепления, почему бы ему этого не сделать?”
Это особенно актуально, когда конечные пользователи такой машины ожидают точного размещения этикеток, отсутствия брака и увеличения срока службы машины за счет меньшего количества изнашиваемых компонентов, но не хотят переплачивать за новую версию машины.
Свежие комментарии