ELAU PacDrive SM-070/60/010/P0/45/S1/B0 Сервомотор передовая техника для высокоскоростной упаковки и робототехники

Серводвигатель ELAU PacDrive™ SM-070/60/010/P0/45/S1/B0: эталон точности для требовательной автоматизации

Разработанный для применений, где пространство ограничено, но производительность не подлежит обсуждению, серводвигатель ELAU PacDrive™ SM-070/60/010/P0/45/S1/B0 представляет собой вершину компактного, высокодинамичного управления движением. Являясь частью признанной серии SM от ELAU AG, этот двигатель обеспечивает исключительную точность, быстрое ускорение и надежность в поразительно небольшом корпусе с фланцем 70 мм. Разработанный для удовлетворения строгих требований современной автоматизации – от высокоскоростных линий упаковки до прецизионной робототехники и обработки полупроводников – SM-070/010 сочетает в себе передовую инженерию и практичность в обслуживании.

Основные технологии и философия дизайна

SM-070/010 – это роторный синхронный серводвигатель с постоянными магнитами из неодим-железо-бора (NdFeB). Этот передовой магнитный материал обеспечивает основу для его высокой плотности крутящего момента и эффективности. Двигатель соответствует самым высоким стандартам динамизма и точности, что является основным принципом серии SM. Основные особенности конструкции включают:

• Сверхнизкая инерция ротора (0,48 кг·см²): Обеспечивает исключительно быстрое ускорение и замедление (до 129 175 рад/с² при пиковом крутящем моменте), минимизируя время цикла и повышая скорость реакции в высокодинамичных приложениях, таких как системы захвата и перемещения или летающие ножницы.

• Минимизированный момент зацепления: Обеспечивает плавное вращение на низких скоростях, что критически важно для точного позиционирования и высококачественной обработки поверхности в таких приложениях, как обработка на станках с ЧПУ или печать.

• Высокая плотность мощности: Обеспечивает значительную мощность (0,7 кВт отсечной мощности) в компактном форм-факторе, оптимизируя использование пространства при проектировании машины.

• Прочная конструкция: Имеет степень защиты IP65 (достигается с помощью необходимого уплотнения вала в креплении IM B5/V1). «45» в коде типа обозначает защиту IP6x для области уплотнения вала и IP5x для корпуса. Это прочное уплотнение защищает от попадания пыли и струй воды, обеспечивая надежную работу в суровых промышленных условиях, таких как пищевая промышленность или зоны мойки.

• Усовершенствованная изоляция (класс F - 155°C): Обеспечивает значительный запас по тепловой безопасности, повышая долговечность и надежность даже при требовательных рабочих циклах. Температура контролируется с помощью 3-кодового резистора в обмотке статора, срабатывающего при 130°C.

• Стандартизированное и обслуживаемое соединение: Использует прочную систему клеммной коробки, сочетающую в себе долговечность зажимной коробки с простотой обслуживания стандартной системы подключения. Для подготовки кабеля не требуются специальные инструменты, что сводит к минимуму время простоя во время установки или технического обслуживания.

Расшифровка ключа типа: SM-070/60/010/P0/45/S1/B0

• SM: Серия серводвигателей PacDrive™ SM.

• 070: Размер фланца (70 мм).

• 60: Номинальная скорость (6000 об/мин).

• 010: Крутящий момент при остановке, M₀ (1,0 Нм стандарт / 1,1 Нм с поверхностной вентиляцией).

• P0: Версия вала (гладкий вал, без шпоночного паза/шпонки).

• 45: Класс защиты (уплотнение вала: совместимость с IP64/IP65; корпус: IP65).

• S1: Система энкодера (однооборотный SinCos® с интерфейсом HIPERFACE®).

• B0: Удерживающий тормоз (отсутствует).

Технические характеристики

SM-070/60/010 обеспечивает впечатляющую производительность в своих компактных размерах:

• Крутящий момент при остановке (M₀): 1,1 Нм (стандарт), 1,1 Нм (вентиляция поверхности - данные конкретной модели переопределяют общую таблицу)

• Пиковый крутящий момент (M_SM): 4,7 Нм

• Номинальная скорость (n_N): 6000 об/мин

• Отсечная мощность (P_ECKM): 0,7 кВт

• Пиковый ток (I_SM): 6,0 А

• Ток при остановке (I_OM): 1,43 А

• Момент инерции двигателя (J_M): 0,48 кг·см²

• Макс. ускорение при M_SM (A_SM): 129 175 рад/с²

• Макс. механическая скорость: 700 рад/с (~6684 об/мин - запас по скорости выше номинальной)

• Константа крутящего момента (K_M): 0,86 Нм/А при 20°C, 0,78 Нм/А при 120°C

• Сопротивление обмотки (R_W): 12,39 Ом при 120°C

• Индуктивность обмотки (L_W): 21,9 мГн при 20°C

• Постоянная времени нагрева (t_A): 46 минут

• Масса: 2,75 кг

• Противо-ЭДС (EMC при 1000 об/мин): 52 В

• Механическая прочность: Выдерживает удар до 200 м/с² (во всех направлениях), радиальную вибрацию до 200 м/с² и осевую вибрацию до 40 м/с².

• Класс балансировки: G 2.5 (в соответствии с VDI 2060).

Система обратной связи: SinCos S1 с HIPERFACE®

Встроенный однооборотный энкодер SinCos® S1 обеспечивает обратную связь по положению с высоким разрешением, что необходимо для точного управления движением. Интерфейс HIPERFACE® является основным преимуществом, предлагая:

• Абсолютная информация о положении: Даже при включении питания, что исключает необходимость в процедурах поиска исходного положения во многих приложениях, экономя драгоценное время.

• Канал цифровой связи: Обеспечивает двунаправленный обмен данными между двигателем и приводом. Это позволяет автоматически идентифицировать параметры двигателя, упрощает ввод в эксплуатацию, обеспечивает доступ к данным о времени работы (например, температуре) и облегчает расширенную диагностику и стратегии профилактического обслуживания.

• Высокое разрешение: Аналоговые сигналы Sin/Cos 1 Впи обеспечивают высокое разрешение, необходимое для плавного управления скоростью и точного позиционирования.

Электрические соединения и интеграция

Соединение осуществляется через прочную клеммную коробку со стандартизированными штекерами:

• X2 - Питание двигателя (3-фазное) и PE: Контакты 1(U), 2(V), 3(W), 4(PE). Принимает кабели сечением до 2,5 мм². Рассчитан на 3 AC 0-480 В.

• X3 - Тормоз / Температура: Контакты 1 и 2 (датчик температуры - PTC), контакты 3 (Br- DC 0 В) и 4 (Br+ DC 24 В). Крайне важно, что этот двигатель имеет B0 (без тормоза), поэтому X3 используется только для встроенного датчика температуры двигателя PTC (порог переключения 130°C). Принимает кабели сечением 1,5 мм².

• X4 - Энкодер (SinCos/HIPERFACE®): Обеспечивает питание (Контакт 1: Us DC 7-12 В, Контакт 2: GND) и сигнальные линии (Контакты 3: REFSIN, 4: SIN, 5: REFCOS, 6: COS, 7: RS485-, 8: RS485+). Требуются тонкие провода (макс. 0,25 мм²).

ВНИМАНИЕ: При подключении разъемов X3 и X4 необходимо строгое соблюдение нумерации контактов, чтобы предотвратить повреждение двигателя.

Физические размеры и монтаж

SM-070/010 имеет очень компактную конструкцию:

• Общая длина (A): 201 мм (7,91 дюйма) - Без тормоза (B0) и без поверхностной вентиляции.

• Основной монтажный размер (X): 152 мм (5,98 дюйма).

• Вал: Гладкий цилиндрический конец вала в соответствии с DIN 748 (P0), допуск по диаметру j6. Концентричность, соосность и осевой ход соответствуют DIN 42955 Допуск N (нормальный).

• Варианты монтажа: Стандартизированы в соответствии с IEC 60034-7 (ранее DIN 42950): IM B5 (монтаж на фланце), IM V1 (монтаж на опоре, фланец вниз), IM V3 (монтаж на опоре, фланец вверх).

Идеальные области применения

SM-070/60/010/P0/45/S1/B0 превосходно работает в приложениях, требующих компактных размеров, высокой скорости, быстрого ускорения и точного позиционирования:

1. Высокоскоростное упаковочное оборудование: Этикетировщики, наполнители, укупорочные машины, картонажные машины, оберточные машины, требующие быстрых перемещений по осям для обработки продукта и смены формата.

2. Небольшая робототехника и автоматизация: Шарнирные соединения рук, роботы SCARA, дельта-манипуляторы, портальные системы, где низкая инерция и высокая динамика имеют первостепенное значение.

3. Производство полупроводников и электроники: Прецизионная обработка пластин, размещение компонентов, сборка печатных плат, пайка проводов, испытательное оборудование.

4. Медицинские устройства: Лабораторная автоматизация, диагностическое оборудование, шарниры хирургических роботов, требующие плавного движения и надежности.

5. Печать и переработка: Контроль совмещения, натяжение, ведение полотна, роторные ножи на небольших прессах и преобразователях.

6. Текстильное оборудование: Высокоскоростное прядение, намотка, прецизионный контроль пряжи.

7. Общая автоматизация: Индексация конвейера, небольшие поворотные столы, приводы подачи, привод клапанов.

Сравнение в серии SM-070 и основные преимущества

Таблица: Сравнение серии SM-070 (Основные характеристики при 6000 об/мин, 400 В)

Основные преимущества вкратце:

1. Непревзойденная динамика: Наименьшая инерция (0,48 кг·см²) и наибольшее ускорение (129 175 рад/с²) в размере фланца 70 мм, обеспечивающие самое быстрое время цикла.

2. Исключительная компактность и легкость: Наименьшая физическая площадь (длина 201 мм) и наименьшая масса (2,75 кг) в своем классе, освобождающие ценное пространство машины.

3. Высокая точность и плавность: Низкий момент зацепления, высококачественная обратная связь SinCos с HIPERFACE® и прочная механическая конструкция обеспечивают точное движение без вибраций.

4. Промышленная надежность: Защита IP65, изоляция класса F, высокая ударопрочность/вибростойкость и встроенный контроль температуры гарантируют надежность в сложных заводских условиях.

5. Упрощенная интеграция и обслуживание: Автоматическая идентификация HIPERFACE®, стандартизированные соединения клеммной коробки и подготовка кабеля без инструментов упрощают ввод в эксплуатацию и техническое обслуживание.

6. Оптимизирован для легких нагрузок: Обеспечивает идеальный диапазон крутящего момента (1,1 Нм пост. / 4,7 Нм пик.) для применений, где минимизация инерции важнее максимальной выходной мощности крутящего момента.

Заключение

Серводвигатель ELAU PacDrive™ SM-070/60/010/P0/45/S1/B0 – это технологическое чудо в миниатюре. Он воплощает в себе основные сильные стороны серии SM – высокую динамику, точность, плотность мощности и надежность – в самом маленьком корпусе с фланцем 70 мм. Его сверхнизкая инерция и, как следствие, стремительное ускорение делают его лучшим выбором для применений, где скорость, отзывчивость и компактность являются критическими факторами успеха. В сочетании с интеллектом и простотой использования, обеспечиваемыми интерфейсом HIPERFACE® и прочной конструкцией IP65, этот двигатель представляет собой убедительное решение для инженеров, разрабатывающих следующее поколение высокопроизводительных, оптимизированных по пространству систем автоматизации в различных отраслях промышленности. Когда требуется максимальная динамическая производительность в минимальном корпусе, SM-070/010 выделяется как исключительный инженерный компонент.