Tại sao nên sử dụng Servo Yaskawa trong hệ truyền động điện?

Hệ thống servo là gì?

Hệ thống sevor là một hệ thống điều khiển, truyền động gồm ba bộ phận cấu thành là Servo Driver (Bộ điều khiển servo);  servo motr (Động cơ servo); và Encoder. Đây là hệ thống truyền động điều khiển hồi tiếp vòng kín, nhận tín hiệu và thực hiện một cách nhanh chóng và chính xác theo lệnh từ các thiết bị điều khiển. Hệ thống Servo được sử dụng trong nhiều ứng dụng từ cơ bản, đa năng đến chuyên dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Servo Driver là gì? 

Servo Drive ( Bộ điều khiển Servo ) là một bộ khếch đại điện tử, nhận tín hiệu điều khiển từ các thiết bị điều khiển, khuếch đại tín hiệu và truyền dòng điện đến động cơ servo. Để điều khiển động cơ Servo hoạt động theo lệnh điều khiển. Đồng thời nhận tín hiệu phản hồi liên tục về vị trí và tốc độ hiện tại của động cơ servo từ encoder. Từ tín hiệu phản hồi về, bộ điều khiển servo sẽ so sánh với tín hiệu lệnh và đưa ra điều chỉnh phù hợp, đảm bảo động cơ servo hoạt động đúng theo yêu cầu.

Lưu ý khi chọn Servo Driver

Loại driver mà bạn đang cần là sử dụng điều khiển bằng xung hay mạng. Đối với loại nhận xung thì các bạn phải tìm hiểu về chân nhận xung là dạng opto hay linedriver( loại linedrive sẽ nhận xung từ plc được). Còn đối với loại chạy mạng thì các bạn cần phải xác định driver chạy loại mạng gì ? một số loại mạng truyền thông thường dùng cho driver servo bao gồm: Modbus, Mechatrolink, CClink, Ethercat, Can-open.

 

Tiếp theo các bạn cần tìm hiểu loại driver này có tích hợp màn hình để cài đặt hay không ? nếu loại driver này không tích hợp màn hình cài đặt thì các bạn phải tìm cáp kết nối để kết nối với máy tính và sử dụng phần mềm để cài đặt parameter.

Các bạn cũng nên xem kỹ trước khi sử dụng bao gồm: điện áp nguồn cấp cho driver là bao nhiêu, thường là 24V DC, 90VDC, 110VAC, 220VAC và 380VAC.

Servo motor là gì?

Servo motor (Động cơ Servo) là động cơ điện được tích hợp encoder để hồi tiếp vòng kín. Tín hiệu ra của động cơ được hồi tiếp về bộ điều khiển để tính toán và so sánh với tín hiệu điều khiển để bộ điều khiển hiệu chỉnh cho động cơ hoạt động như mong muốn.

Động cơ servo được phân thành hai loại là DC servo và AC servo

AC servo motorlà loại động cơ cho phép xử lý các dòng điện cao nên thường được sử dụng trong máy móc công nghiệp đặc biệt là các loại máy CNC, máy phay, máy tiện cơ khí, các máy thủy lực,….

DC servo motor không được thiết kế cho các dòng điện cao và thường phù hợp hơn cho các ứng dụng có dòng điện nhỏ hơn. Động cơ DC servo còn được chia làm 2 loại đó là động cơ 1 chiều có chổi than và động cơ 1 chiều không chổi than.

Lưu ý khi chọn Servo motor

Mỗi loại servo motor  đều được nhà sản xuất cung cấp tài liệu hướng dẫn sử dụng cũng như thông số kỹ thuật. Khi chọn động cơ servo các bạn cần chú ý tới một số thông số như sau:

Motor sử dụng có cần có thắng cơ hay không ?  Nếu không cần thì bạn không nên chọn thắng vì bản thân motor đã có tích hợp thắng điện không cần phải chọn thêm thắng cơ sẽ làm giá thành motor tăng thêm từ 20-40%.

Cốt motor là loại trơn hay có rãnh then ? rãnh then dùng để gắn thêm chốt để có thể siết chặt vào khớp nối hay hộp số. Đối với một số loại công suất nhỏ thì thường chỉ cần cốt trơn là được.

Tiêu chuẩn chống dầu của motor là bao nhiêu ? đối với một số ứng dụng motor sẽ hoạt động trong môi trường có dầu nhớt công nghiệp nên các bạn phải chọn loại motor có thêm tiêu chuẩn bảo vệ này để tăng độ bền cho motor.

Ngoài ra thì các bạn cũng phải quan tâm tới kích thước cốt và mặt bích của động cơ để thuận tiện cho việc tính toán gá lắp về cơ khí.

Encoder của servo motor là gì:

Encoder của động cơ servo là bộ cảm biến hồi tiếp tốc độ quay của động cơ, nó là một trong những bộ phận quan trọng của động cơ servo. Đặc trưng cho độ chính xác của động cơ servo đó chính là độ phân giải của encoder.

Khi sử dụng động cơ  servo ta cần quan tâm tới độ phân giải của encoder vì nó sẽ ảnh hưởng đến sai số của máy móc. Độ phần giải đối với servo hiện nay dao động từ 2500 cho đến 2^17 hoặc 2^20 xung trên một vòng, khi độ phân giải encoder quá cao thì các bạn nên quan tâm tới hộp số điện tử khi điều khiển motor servo.

Tuy nhiên trên thực tế ứng dụng vào máy móc thì thường các bạn chỉ cần độ phân giải khoảng 10,000 xung trên vòng trở xuống là đảm bảo, độ phân giải quá cao cũng có thể gây khó khăn cho bạn bởi tốc độ phát xung trên plc dòng cơ bản cũng chỉ từ khoảng 100khz trở xuống.

Đối với một số dòng servo cũ thì tín hiệu encoder sẽ được nối trực tiếp với driver, một số dòng servo mới sau này encoder có độ phân giải rất cao nên thường được tích hợp board mạch để chuyển đổi dạng tín hiệu này thành truyền thông để gửi vị trí encoder cho driver.

Với khoa học kỹ thuật hiện nay hệ thống AC Servo được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp.

 

Ưu điểm khi sử dụng Hệ thống servo AC

So với động cơ AC không đồng bộ thông thường, servo motor mang lại cho người sử dụng những lợi ích khi sử dụng:

Khả năng điều khiển tốc độ, vị trí và mô-men cực kì chính xác.

Mô-men không đổi trong khoảng tốc độ từ 0 đến tốc độ định mức, do đó servo thường được sử dụng trong một số ứng dụng cần mô-men cao ở tốc độ thấp.

Hiệu suất hoạt động cao tới hơn 90%, ít sinh nhiệt và hầu như không dao động.

Tốc độ cao và tần suất làm việc thay đổi nhanh, liên tục.

Tốc độ đáp ứng và phản hồi nhanh, quán tính thấp (gần như không có quán tính).

Hoạt động êm ái, nhẹ, tiết kiệm điện năng (động cơ servo có thể tiết kiệm 5-20% điện năng so với động cơ thường).

Kích thước và trọng lượng nhỏ hơn, ít bị hư hỏng.

Tuy nhiên khi sử dụng động cơ servo yêu cầu người sử dụng phải có kiến thức về lập trình để có thể sử dụng linh hoạt động cơ servo cho từng ứng dụng thực tế.

Một số ứng dụng của hệ thống servo AC

Điều khiển cánh tay Robot

 

Với nhiều tính năng nổi bật, hiệu suất cao, khả năng điều khiển chính xác vị trí, tốc độ, lực căng, vận hành mạnh mẽ và hoạt động ổn định trong thời gian dài, hệ thống AC servo phù hợp với nhiều ứng dụng từ cơ bản, đa năng đến chuyên dụng và hiện đại :