Comment choisir un servomoteur pour CNC : explication de la taille, du couple et de l'encodeur

Toutes les deux semaines, quelqu'un nous envoie une photo d'un châssis de machine - parfois il s'agit d'un routeur qu'ils construisent dans un garage, parfois d'une usine de production qui est restée inactive depuis la mort de son servo d'origine - et nous demande la même chose : "de quelle taille de servomoteur ai-je besoin ?"

La réponse honnête est qu’il n’existe aucun tableau qui résolve ce problème en un seul coup d’œil. Mais il y a une courte liste de questions que nous passons en revue à chaque fois, et une fois que vous y répondez, le bon choix cesse d'être une supposition. Voici cette liste, dans l'ordre dans lequel nous la posons.

Commencez par le couple, pas la puissance

L'erreur la plus courante que nous constatons est que les gens choisissent un servo en fonction de sa puissance : "0,75 kW devrait suffire, n'est-ce pas ?" - sans vérifier le couple à la vitesse à laquelle ils fonctionnent réellement. La puissance vous indique à quelle vitesse le moteur peut fonctionner. Le couple vous indique s'il peut faire le travail. Une machine qui doit pousser un portique lourd fera caler un moteur à grande vitesse et à faible couple, tandis qu'un moteur plus petit avec un couple plus élevé à bas régime le gérera bien.

Travaillez-le plutôt à l’envers :

• Couple continu- ce que le moteur doit maintenir lors d'une coupe ou d'un positionnement normal. C'est le nombre qui compte pour le dimensionnement.
• Couple maximal- ce qu'il doit produire pour l'accélération. Les servomoteurs autorisent généralement un couple nominal de 2 à 3 fois pour les courtes rafales, donc ne surdimensionnez pas pour le pic.
• Vitesse- à quel régime l'application a-t-elle besoin de ce couple ? Vérifiez la courbe couple-vitesse, pas seulement la vitesse nominale.

Une bonne règle de base que nous utilisons pour les applications CNC : choisissez le moteur dont le couple continu est au moins 1,5 fois le couple de charge calculé à la vitesse de fonctionnement. Vérifiez ensuite la correspondance d'inertie (point suivant) avant de finaliser quoi que ce soit.

Taux d'inertie : le nombre que personne ne veut calculer

C’est la partie qui fait vraiment trébucher les gens, et honnêtement, c’est la partie sur laquelle nous passons la plupart de notre temps lorsque les clients nous envoient les spécifications de leur machine.

Le moteur doit accélérer non seulement la charge, mais aussi son propre rotor. Si l'inertie de la charge est plusieurs fois supérieure à l'inertie du rotor, la boucle d'asservissement doit travailler plus fort, les gains diminuent pour rester stable et vous vous retrouvez avec une machine qui "fonctionne" mais qui semble lente et dépasse à chaque arrêt. En pratique:

• Rapport d'inertie charge/rotor inférieur à 5:1 - la plupart des applications CNC générales fonctionnent correctement avec un réglage standard.
• 5:1 à 10:1 - réalisable, mais attendez-vous à consacrer du temps à l'ajustement du gain. C’est là qu’un disque doté d’un bon réglage automatique gagne sa place.
• Au-dessus de 10:1 - ajoutez une boîte de vitesses/réducteur ou choisissez un moteur plus gros. Combattre cela avec les seuls paramètres de gain se termine rarement bien.

Si les chiffres vous semblent compliqués, envoyez-nous le poids de la charge, le pas de vis à billes ou le module de crémaillère et la vitesse de déplacement - c'est un calcul standard pour nous et nous reviendrons avec le rapport d'inertie et une suggestion de moteur. Nous faisons cela chaque semaine, cela nous prend quelques minutes et cela vous évite de commander deux fois le mauvais moteur.

Codeur incrémental ou absolu ?

Il s’agit d’une décision coût/commodité, et la réponse dépend de ce que fait la machine entre les coupures de courant.

Uncodeur incrémentalcompte les impulsions à partir d’un point de référence. Mettez hors tension, déplacez l'axe à la main, mettez sous tension - le contrôleur a perdu sa référence de position et a besoin d'un cycle de commutation à domicile. Bon marché, simple, parfait pour les machines qui démarrent de toute façon.

Uncodeur absoluse souvient de sa position à travers les cycles d'alimentation. Notreservomoteur T3Dprend en charge les codeurs absolus 17 bits, monotours et multitours. Avec le multi-tours, vous perdez complètement le cycle de départ - mettez sous tension et la machine sait exactement où se trouve chaque axe. Pour une machine de production qui est cyclique des dizaines de fois par jour, cela permet de gagner du temps réel et de supprimer une source d'erreur de l'opérateur.

Si vous construisez une machine unique et que l’achat d’un interrupteur domestique ne vous dérange pas, économisez de l’argent. S'il doit fonctionner en production, nous recommandons généralement l'encodeur absolu et n'entendons jamais personne s'en plaindre.

Adaptez le variateur au moteur et vérifiez la tension

Le variateur représente la moitié du système et doit correspondre au courant nominal du moteur, pas seulement à la puissance nominale. Un variateur de 10 A faisant fonctionner un moteur qui consomme 12 A sous charge déclenchera des alarmes de surintensité toute la journée. Vérifiez le courant continu et de pointe du variateur par rapport aux spécifications du moteur.

De notre côté, les questions courantes d'appariement ressemblent à ceci : leservomoteurLa gamme couvre les petites unités de 0,1 kW jusqu'aux châssis de puissance plus élevée, et les variateurs couvrent la même gamme - notre série T3D gère 0,1 à 1,5 kW avec une entrée de 220 V CA, et leServomoteur de 3,8 kWse situe au-dessus de celui pour les applications de classe broche. La tension d'entrée compte également : un variateur câblé en 220 V alimenté en 380 V ne durera pas longtemps, et le moteur qu'il entraînait non plus.

Ce que nous disons à chaque client

Pour être honnête, la plupart des questions de dimensionnement que nous recevons trouvent réponse à l'aide de trois éléments d'information : le couple de charge à la vitesse de fonctionnement, le rapport d'inertie et le type de codeur. Obtenez ces trois bons résultats et le reste n'est que paperasse : longueurs de câbles, exigences de freinage, types de connecteurs.

Envoyez-nous les paramètres de votre machine - poids de la charge, méthode d'entraînement (vis à billes, crémaillère, courroie), vitesse et fréquence de mise hors tension de la machine - et nous vous proposerons une recommandation de moteur et d'entraînement, généralement le même jour. Aucune obligation, et honnêtement, nous préférons y répondre maintenant plutôt que de vous aider à résoudre un problème trois mois plus tard.

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