¿Cuáles son las opciones al conceptualizar y desarrollar maquinaria automatizada donde el entorno, los materiales que se procesan o la dinámica del diseño crean condiciones fuera de las especificaciones típicas para servomotores? De manera similar, ¿qué se puede hacer con diseños de maquinaria productiva y exitosa cuando los cambios en los parámetros del proceso resultan en condiciones que son perjudiciales para la longevidad del motor? No es necesario comprometer la productividad cuando las aplicaciones de control de movimiento requieren que los servomotores resistan choques y vibraciones continuos, altas (o bajas) temperaturas ambiente, radiación y otras condiciones difíciles.
Cuando la demanda de camiones más ligeros y eficientes requirió el estampado de paneles de carrocería de aluminio, el equipo de transferencia de servoprensa experimentó aumentos significativos en los choques, en algunos casos superiores a 10 G de choque en cada impacto. El impacto (perdón por el juego de palabras) en los 24 motores de cada transferencia de prensa era una vida útil de 2…3 meses antes de requerir reemplazo y reconstrucción.
Como Technology Partner conocido por ofrecer soluciones de movimiento resistentes y a largo plazo, Rockwell Automation se puso en contacto con Elwood para evaluar soluciones que aumentaran la productividad de la maquinaria en un entorno de alto choque. Elwood desarrolló un programa de modificaciones para los motores MP Series que ofrece características de rendimiento, montaje y conectividad idénticas sin cambios de programa ni reajuste, lo que resultó en un ciclo de mantenimiento predictivo de 18–24 meses y un aumento masivo en la productividad.
El programa de modificaciones autorizado en fábrica permite a Elwood analizar los efectos de los ambientes y condiciones de operación extremas. Las modificaciones de Elwood ofrecen soluciones que mitigan el desgaste prematuro (desgaste de cojinetes, frotamiento, fatiga o desgaste en conductores internos, degradación de frenos, daños en conectores y fallas de contacto) y eliminan fallas molestas de pérdida de señal. Debido a que el programa está autorizado por Rockwell Automation y Elwood es un Technology Partner, los motores de las series MPL y MPM modificados mantienen su garantía de fábrica completa y sus características originales de salida.
Los materiales y el procesamiento en algunas industrias producen condiciones difíciles que podrían beneficiarse del control de movimiento de precisión y la automatización de servos, pero pueden crear problemas para componentes comunes y técnicas de construcción. Maquinaria para productos forestales como tornos para chapas produce vibraciones continuas elevadas. Los congeladores automatizados operan por debajo de los umbrales de grasas/cojinetes estándar y dispositivos de retroalimentación digital. Las aplicaciones al aire libre a menudo tienen requisitos de temperatura (−50–60 °C ambiente) que están tanto por encima como por debajo de las condiciones de operación típicas de un motor industrial. Los ambientes con partículas de alta energía y/o materiales radiactivos pueden ser perjudiciales para los semiconductores (junto con muchos otros materiales). Las condiciones especialmente difíciles de estos ambientes hacen que el uso de dispositivos de resolución sea una opción confiable para la retroalimentación de posición y la conmutación (alineación de campo) en los motores.
Retroalimentación para aplicaciones exigentes
Los dispositivos de resolución son transformadores rotativos y son dispositivos analógicos. Aunque existen diversas configuraciones, los dispositivos de resolución típicos tienen un embobinado de excitación (primario) y dos embobinados secundarios que están separados por 90 grados eléctricos (a menudo denominados seno y coseno). Los dispositivos de resolución son resistentes y no tienen partes móviles, lo que los hace ideales para aplicaciones exigentes. No dependen de semiconductores que pueden degradarse por partículas de alta energía. Además, cuando se siguen las mejores prácticas para la mitigación de interferencia electromagnética, la retroalimentación de dispositivo de resolución puede utilizarse de forma confiable con longitudes de cable de hasta 100 m. Con algunas consideraciones especiales, la retroalimentación de dispositivo de resolución puede implementarse exitosamente incluso en tramos de cable más largos.
Los dispositivos de resolución ofrecen la capacidad de detectar una conexión rota o ausente. Dado que las señales de retorno esperadas deben ser sinusoidales (oscilantes), un voltaje constante no es un estado válido. Este beneficio puede aumentar el nivel de integración de seguridad del equipo que utiliza retroalimentación de dispositivo de resolución.
Dado que parece que los dispositivos de resolución resuelven muchos problemas en los sistemas de control de movimiento, ¿por qué no son la primera opción en las aplicaciones de control de movimiento actuales? Hay varias razones. Hubo un tiempo en que el costo de un dispositivo de resolución era mayor que el de un encoder incremental. Dependiendo de los dispositivos que se comparen, esto puede o no ser cierto. La razón principal por la que los encoders son la opción principal es la capacidad absoluta y multiturno, la resolución, la retención de datos y la configuración/alineación. Los encoders absolutos modernos ofrecen opciones que retienen la posición en el dispositivo incluso después de un ciclo de energía. Ofrecen opciones de alta resolución que benefician el desempeño de los sistemas de control de alta velocidad modernos. Cuando se implementan correctamente, esto puede mejorar el desempeño y la capacidad de respuesta de la máquina. Una última razón (significativa) por la que no se ven los dispositivos de resolución como la opción predeterminada es que son dispositivos analógicos y requieren circuitos de precisión que comúnmente no se incluyen en los diseños de amplificadores.
Hacer que todo funcione
Entonces, ¿qué sucede cuando tiene una aplicación exigente que puede beneficiarse de las soluciones de Elwood para modificaciones MP, diseños personalizados resistentes y/o retroalimentación de dispositivo de resolución, y tiene un amplificador que no admite un dispositivo de resolución? Tanto Elwood como Rockwell Automation se han asociado con Vega para conectar las soluciones de motores resistentes con retroalimentación de dispositivo de resolución a los amplificadores Kinetix® modernos.
Vega es un Technology Partner que fabrica convertidores de dispositivo de resolución a digital diseñados para conectarse a los amplificadores Kinetix®. Hay variantes de los convertidores de la serie 2799 de Vega que se adaptan correctamente a los motores de la serie MP, a los motores personalizados de Elwood e incluso a los motores Bulletin 1326 de Rockwell Automation/Allen-Bradley.
Los convertidores se parecen mucho a una placa de conexiones 2198 para cablear la retroalimentación del motor a un variador Kinetix®. Sin embargo, incluyen la electrónica para producir excitación senoidal, leer las señales de retorno y convertirlas en retroalimentación digital para el amplificador Kinetix®. Es el mismo proceso para cualquier motor que Elwood produzca con retroalimentación de dispositivo de resolución diseñado para amplificadores Kinetix®. Eso incluye los motores 1326 antiguos.
Ruta de modernización para motores 1326
Elwood y Vega tienen una excelente solución para modernizar la maquinaria construida con motores serie 1326 con retroalimentación de dispositivo de resolución y amplificadores Bulletin 1394 o Kinetix6000. Para soporte a largo plazo, Elwood continúa fabricando motores 1326AS y 1326AB y planea continuar el soporte (tanto nuevos como reconstruidos) de manera indefinida. Los variadores modernos Kinetix® 5700, 5300 y 5100 pueden aceptar estos motores con retroalimentación de dispositivo de resolución mediante los convertidores serie 2799 de Vega. El ciclo de vida de su maquinaria acaba de prolongarse y la ruta de modernización acaba de simplificarse y abaratarse.
