1 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES INDICE. Objetivo general……………………………………………………………2 Introducción………………………………………………………………...3 1. Principios Básicos de los Servomotores…………………………..4 2. Selección de servo drives y concepto de anillo e SERCOS…….5 3. Protocolo de operación HMI Rexroth……………………………….6
2 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES OBJETIVO GENERAL Comprender los conceptos básicos, funcionamiento y aplicaciones de servomotores y servo drives, y adquirir la capacidad de aplicar este conocimiento en la selección, instalación y operación efectiva de estos dispositivos en contextos industriales y comerciales. Adquirir conocimientos sobre los principios fundamentales de los servomotores y servo drives, incluyendo la relación entre velocidad, posición y torque, la retroalimentación y el control de lazo cerrado. Conocer el funcionamiento de los sistemas operativos y HMI con que se controlan los servomotores.
3 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES INTRODUCCIÓN En el mundo de la automatización y el control de movimiento preciso, los servomotores y servo drives desempeñan un papel fundamental al proporcionar una solución eficiente y versátil para una amplia gama de aplicaciones industriales. Desde la fabricación de productos hasta la maquinaria de precisión, los servomotores y servo drives han revolucionado la forma en que las industrias abordan el control de movimiento y la respuesta en tiempo real. Estos dispositivos avanzados permiten un control preciso y adaptable de la velocidad, posición y torque, lo que resulta en una mejora significativa en la calidad del producto, la eficiencia del proceso y la productividad general.
4 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES 1 Principios Básicos de los Servomotores. Un servomotor es un dispositivo electromecánico diseñado para convertir señales eléctricas en movimiento mecánico preciso. Opera bajo el principio de retroalimentación y control de lazo cerrado, lo que significa que recibe información constante sobre su posición y ajusta su operación para mantener esa posición deseada. Componentes Clave de un Servomotor. Motor: El motor del servomotor es típicamente un motor de corriente continua (DC) o un motor de corriente alterna (AC), dependiendo de la aplicación. Estos motores son capaces de generar torque y velocidad con alta precisión. Encoder: La retroalimentación se logra a través de un encoder, un dispositivo que monitorea la posición y velocidad del motor. Esta información se utiliza para ajustar el funcionamiento del motor y garantizar una posición deseada. Controlador: El controlador del servomotor interpreta la información del encoder y genera señales de control para el motor. Utiliza algoritmos de control, como el control PID (Proporcional, Integral, Derivativo), para ajustar la operación del motor y mantener la posición y velocidad requeridas. Funcionamiento de los Servo Drives. Un servo drive, también conocido como amplificador de servo, es el componente que suministra la energía eléctrica necesaria al motor del servomotor. Además, el
5 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES servo drive también recibe señales de control del sistema y las traduce en corriente y voltaje adecuados para el motor. Control de Lazo Cerrado. El control de lazo cerrado es la piedra angular del funcionamiento de los servomotores y servo drives. En este sistema, el servo drive recibe información constante de la posición y velocidad del motor a través del encoder. Compara esta información con la posición deseada y ajusta la operación del motor en tiempo real para minimizar cualquier error. Ventajas de los Servomotores y Servo Drives. Precisión: La retroalimentación constante permite un control de posición y velocidad altamente preciso. Respuesta Rápida: Los sistemas de lazo cerrado permiten una respuesta en tiempo real a los cambios en la carga y las condiciones. Flexibilidad: Los servomotores y servo drives se pueden adaptar a una variedad de aplicaciones y ajustar para diferentes requerimientos. Datos de placa de un servomotor.
6 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES 2 Selección de servo drives y concepto de anillo de SERCOS. Selección de Servo Drives. Elegir el servo drive adecuado es un paso crítico en la implementación exitosa de sistemas de control de movimiento. La selección incorrecta puede resultar en un rendimiento inadecuado, ineficiencias y problemas de control. Factores de Selección. Carga y Torque: Evaluar la carga que el servo drive deberá mover y la cantidad de torque requerido. Esto determinará el tamaño y la capacidad del servo drive. Velocidad: Determinar la velocidad máxima y las velocidades de operación para garantizar que el servo drive pueda alcanzar y mantener estas velocidades de manera confiable. Precisión: La precisión requerida para la aplicación influirá en la elección del servo drive, ya que algunos modelos ofrecen características de control más avanzadas que otros. Comunicación y Protocolos: Considerar los protocolos de comunicación utilizados en el sistema, como EtherCAT, PROFINET o SERCOS, para garantizar la compatibilidad con el controlador y otros componentes. Ambiente de Operación: Evaluar las condiciones ambientales en las que operará el servo drive, incluyendo la temperatura, la humedad y la exposición a vibraciones o impactos. Dimensiones y Montaje: Asegurarse de que el servo drive seleccionado se ajuste físicamente al espacio disponible y sea adecuado para el tipo de montaje requerido. Características de Seguridad: Verificar si el servo drive cuenta con funciones de seguridad integradas, como frenado de emergencia o limitación de torque, según las regulaciones y requisitos de seguridad aplicables.
7 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES Anillo de SERCOS: Concepto y Ventajas. El anillo de SERCOS (Serial Real-time Communication System) es una tecnología de comunicación industrial que se utiliza para conectar servo drives y otros dispositivos en un sistema de control de movimiento. Opera en tiempo real y ofrece velocidades de comunicación extremadamente rápidas, lo que lo convierte en una opción ideal para aplicaciones que requieren alta precisión y sincronización. Ventajas del Anillo de SERCOS. Velocidad y Sincronización: La comunicación en tiempo real permite una sincronización precisa entre varios dispositivos, lo que es esencial en aplicaciones de control de movimiento. Determinismo: El anillo de SERCOS garantiza que los datos lleguen en el orden correcto y en el momento exacto, evitando demoras y optimizando la respuesta del sistema. Reducción de Cables: Permite la transmisión de datos y energía a través de un solo cable, lo que reduce la complejidad del cableado y mejora la confiabilidad. Flexibilidad: Es altamente adaptable y puede manejar múltiples tipos de dispositivos, desde servo drives hasta sensores y actuadores. Seleccionar el servo drive adecuado es esencial para lograr un control de movimiento óptimo. Evaluar factores como la carga, velocidad, precisión y entorno de operación garantizará que el servo drive elegido cumpla con los requisitos de la aplicación. Además, entender el concepto y las ventajas del anillo de SERCOS proporciona una visión valiosa sobre cómo establecer comunicación eficiente y precisa en sistemas de control de movimiento avanzados.
8 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES 3 Protocolo de operación de HMI Rexroth. Secuencia de reinicio del equipo. A continuación, se enlista una serie de pasos recomendados para un correcto reinicio del equipo controlador de servomotores. Probablemente puede ser necesario revisar el estado de los servodrives en caso en que se muestre una pantalla diferente a la mostrada a continuación en el MTX control: En ese caso se deberá preguntar al técnico encargado si es necesario reiniciar los servodrives desde el tablero de control. A cotinuacion se deberá energizar el tablero. Se debe iniciar el programa IndraWorks Engineering y seleccionar el proyecto a utilizar. En el caso del simulador de entrenamiento, se debe elegir el proyecto - Simulador centro de entrenamiento ubicado en la carpeta Tar entrenamiento en el escritorio.
9 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES Se debe activar el proyecto dando clic en la pestaña e proyecto en la barra superior y seleccionando el botón Activar para IndraWorks Operation.
10 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES Se debe poner el dispositivo en linea en el botón mostrado en la siguiente imagen. A continuación, se debe dar clic derecho en la carpeta que contiene los controladores del proyecto, en este caso es el botón de -Entrenamiento-.
11 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES Seguido de esto, en el menú desplegado se debe seleccionar la opción -restaurar- y después en la opción -datos de control-. Se debe seleccionar el archivo .tar ubicado en la carpeta Tar Entrenamiento y después seleccionar solo la opción de usuario FEPROM y quitar la selección de todas las demás. Dar clic en continuar durante las pantallas siguientes hasta llegar a la mostrada a continuación.
12 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES En la pantalla se debe seleccionar la opción -.-6 Carga inicial-. Realizar el mismo proceso, pero ahora seleccionar todas las opciones, menos la opción de FEPROM. Al llegar a la pantalla de errores, se deberá seleccionar la opción -0.- Modo default (standard)-
13 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES Es posible que después de llevar a cabo este proceso se deba restaurar la consistencia de datos de entrada y salida. Ejecución del proyecto. Para ejecutar el proyecto se debe entrar en la carpeta de lógica y seleccionar la opción POUs. Se desplegara otro menú en donde estará la carpeta -Programas- y después la opción de -prMAIN-.
14 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES Se desplegará una ventana del programa IndraLogic. En esta ventana se encuentra la lógica de programación del controlador de los servomotores. Estos son programados por medio de diagramas escalera. En esta ventana deberemos activar el plc en el botón mostrado a continuación. Para arrancar el programa volveremos a la pantalla de IndraWorks Engineering y dar clic derecho en la pestaña de lógica. Seleccionar el botón -Start- en el menú desplegado como se muestra en la siguiente imagen.
15 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES Operación de HMI. La operación de la HMI se da por medio de botones programados previamente en la sección de lógica. Las funciones de estos pueden variar dependiendo del programa que estén corriendo en ese momento.
16 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES Los botones de funciones sirven para interactuar con la interfaz grafica desplegada en la pantalla, sirviendo como teclas rápidas para acceder a los distintos menus. El tablero cuenta también con los botones usualmente encontrados en equipos CNC, los cuales son Cycle Start, Feed Hold, variador de JOG y variador de Rapid.
17 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES Selección de programas. Entre los menús de la interfaz, vamos a encontrar el de -Maquina-. En ellas podremos seleccionar un programa previamente desarrollado, observar el programa activo o hacer modificaciones a este. En el menú de programas podemos crear programas nuevos o editar programas existentes en la memoria. Los programas que podemos seleccionar están estructurados en códigos G, por lo que es necesario tener conocimiento de ese tipo e programación para entenderlos o modificarlos.
18 SERVOMOTORES Y SERVO DRIVES BIBLIOGRAFÍA - Principales diferencias entre servo drivers y servomotores. (2021, diciembre 1). EGASEN. https://www.egasen.com/es/blog/noticias/principales-diferencias-entreservo-drivers-y-servomotores TABLA DE CONTENIDO Fecha Responsable: Revisión / Motivo de la revisión AGOSTO 2023 JUDA EMMANUEL PEREZ SALIDO CREACION AGOSTO 2023 RODOLFO QUIROZ AJUSTES Y ACTUALIZACIONES