Quais são as opções ao conceituar e desenvolver máquinas automatizadas em que o ambiente, os materiais sendo processados ou a dinâmica do projeto criam condições fora das especificações típicas para servomotores? Da mesma forma, o que pode ser feito com projetos de máquinas bem-sucedidos e produtivos quando mudanças nos parâmetros do processo resultam em condições prejudiciais à longevidade do servomotor? Não há necessidade de comprometer a produtividade quando aplicações de controle de movimento exigem que servomotores sobrevivam a choques e vibrações contínuos, altas (ou baixas) temperaturas ambientes, radiação e outras condições desfavoráveis.
Quando as demandas por caminhões mais leves e eficientes exigiram painéis de carroceria estampados em alumínio, os equipamentos de transferência por servo-prensa experimentaram aumentos significativos de choque, em alguns casos superiores a 10 G de choque em cada batida. O impacto (com trocadilho) nos 24 servomotores em cada transferência de prensa foi uma vida útil de 2 – 3 meses antes de exigir substituição e reconstrução.
Como Technology Partner reconhecida por fornecer soluções robustas e de longo prazo em controle de movimento, a Rockwell Automation procurou a Elwood para avaliar soluções que aumentassem a produtividade das máquinas em ambientes de alto choque. A Elwood desenvolveu um programa de modificações para servomotores MP Series que oferece características de desempenho, montagem e conectividade idênticas, sem alterações de programa ou retunings, resultando em um ciclo de manutenção preditiva de 18–24 meses e um aumento massivo na produtividade.
O programa de modificações autorizado pela fábrica permite que a Elwood analise os efeitos dos ambientes extremos e das condições de operação. As modificações da Elwood oferecem soluções que reduzem o desgaste prematuro (desgaste de mancais, fretting, fadiga/desgaste em condutores internos, redução de freios, danos a conectores e falha de contato) e eliminam falhas de perda de sinal indesejadas. Como o programa é autorizado pela Rockwell Automation e a Elwood é Technology Partner, os motores das séries MPL e MPM mantêm sua garantia total de fábrica e as características originais de saída.
Os materiais e o processamento em algumas indústrias produzem condições difíceis que poderiam se beneficiar do controle de movimento de precisão e da automação por servo, mas podem criar problemas para componentes comuns e técnicas de construção. Máquinas de produtos florestais, como tornos de lâminas, produzem vibração contínua alta. Freezers automatizados operam abaixo dos limites para graxas/mancais padrão e dispositivos de realimentação digital. Aplicações externas geralmente têm requisitos de temperatura (−50–60 °C ambiente) que estão acima e abaixo das condições típicas de operação de servomotores industriais. Ambientes com partículas de alta energia e/ou materiais radioativos podem ser prejudiciais a semicondutores (assim como muitos outros materiais). As condições exclusivamente difíceis desses ambientes tornam o uso de resolvers uma escolha confiável para realimentação de posição e comutação (alinhamento de campo) em servomotores.
Realimentação para aplicações desfavoráveis
Resolvers são transformadores rotativos e dispositivos analógicos. Embora existam várias configurações, resolvers típicos têm um enrolamento de excitação (primário) e dois enrolamentos secundários separados por 90 graus elétricos (frequentemente referidos como seno e cosseno). Resolvers são robustos e não têm partes móveis, tornando-os ideais para aplicações desfavoráveis. Eles não dependem de semicondutores que podem reduzir devido a partículas de alta energia. Além disso, seguindo as melhores práticas para redução de interferência eletromagnética (EMI), a realimentação do resolver pode ser usada de forma confiável com comprimentos de cabo de até 100 m. Com algumas considerações especiais, a realimentação do resolver pode ser implementada com sucesso mesmo em comprimentos de cabo ainda maiores.
Resolvers oferecem a capacidade de detectar uma conexão quebrada ou ausente. Como os sinais de retorno esperados devem ser senoidais (oscilantes), uma tensão constante não é um estado válido. Esse benefício pode aumentar o nível de integração de segurança dos equipamentos que utilizam realimentação de resolver.
Como parece que resolvers resolvem muitos problemas em sistemas de controle de movimento, por que eles não são a primeira escolha em aplicações de controle de movimento atualmente? Existem algumas razões. Houve um tempo em que o custo do componente de um resolver era maior do que o de um encoder incremental. Dependendo dos dispositivos comparados, isso pode ou não ser verdade. A principal razão pela qual encoders são a escolha principal é a capacidade absoluta e multivoltas, resolução, retenção de dados e configuração/alinhamento. Encoders absolutos modernos oferecem opções que retêm a posição no dispositivo mesmo após um ciclo de energia. Eles oferecem opções de alta resolução que beneficiam o desempenho de sistemas de controle modernos de alta velocidade. Quando bem implementado, isso pode melhorar o desempenho e a capacidade de resposta da máquina. Uma última razão (significativa) pela qual você não vê resolvers como escolha padrão é que eles são dispositivos analógicos e requerem circuitos de precisão, e normalmente não estão incluídos em projetos de amplificadores de servo.
Fazendo tudo funcionar
Então, o que acontece quando você tem uma aplicação desfavorável que pode se beneficiar das soluções da Elwood para modificações MP, projetos robustos personalizados e/ou realimentação de resolver, e você tem um amplificador de servo que não suporta resolver? Tanto a Elwood quanto a Rockwell Automation fizeram parceria com a Vega para conectar as soluções de motor robustas com realimentação de resolver aos modernos amplificadores de servo Kinetix®.
A Vega é Technology Partner que fabrica conversores de resolver para digital projetados para serem conectados aos amplificadores de servo Kinetix®. Existem variantes dos conversores da série 2799 da Vega que combinam adequadamente com motores da série MP, motores personalizados da Elwood e até mesmo servomotores legados Bulletin 1326 da Rockwell Automation/Allen-Bradley.
Os conversores se assemelham muito a uma placa de ruptura 2198 para fiação de realimentação do motor para um drive Kinetix®. No entanto, eles incluem a eletrônica para produzir excitação senoidal, ler os sinais de retorno e convertê-los em realimentação digital para o amplificador Kinetix®. É o mesmo processo para qualquer motor que a Elwood produza com realimentação de resolver projetada para amplificadores Kinetix®. Isso inclui servomotores 1326 legados.
Caminho de modernização para servomotores 1326
A Elwood e a Vega têm uma excelente solução para modernizar máquinas construídas com motores da série 1326 com realimentação de resolver e amplificadores de servo Bulletin 1394 ou Kinetix6000. Para suporte de longo prazo, a Elwood continua a fabricar servomotores 1326AS e 1326AB e planeja continuar o suporte (tanto para novos quanto para reconstruídos) indefinidamente. Os drives modernos Kinetix® 5700, 5300 e 5100 podem suportar esses motores com realimentação de resolver usando os conversores da série 2799 da Vega. O ciclo de vida da sua máquina acaba de ficar mais longo e o caminho de modernização ficou mais simples e menos caro.
