Delta ECMA-E11320RS — Kit servomotore AC serie ASDA-A2 da 2,0 kW, 2000 giri/min / 9,55 N·m, telaio 130 mm

Un sistema servo completo in un'unica confezione

La specifica di un asse servo è sempre stata un processo che prevedeva l'approvvigionamento separato del motore, dell'azionamento, dei cavi encoder e dei cavi di alimentazione, per poi dedicare tempo alla verifica della compatibilità di ogni componente con gli altri. Il kit Delta ECMA-E11320RS risolve questo problema già a livello di acquisto. Il motore, l'azionamento servo ASDA-A2 abbinato e i cavi encoder e di alimentazione arrivano insieme come un sistema verificato e compatibile — il tipo di soluzione che evita agli ingegneri di commissioning di dover cercare pinout di connettori oscuri o di scoprire un disadattamento di impedenza del cavo dopo che tutto è stato montato.

Al centro del kit si trova l' ECMA-E11320RS, un servomotore AC a magneti permanenti da 2,0 kW con telaio da 130 mm che funziona a una velocità nominale di 2.000 giri/min, producendo 9,55 N·m di coppia continua. Questo è un punto di potenza pratico per un'ampia gamma di assi industriali di medio impiego — tavole rotanti, azionamenti per nastri trasportatori, viti di avanzamento su macchine CNC, giunti di robot articolati e applicazioni simili in cui l'asse necessita di prestazioni servo reali piuttosto che di precisione a livello di stepper.

Contenuto del kit

Un kit completo di sistema servo ECMA-E11320RS include:

• 1 × ECMA-E11320RS — servomotore AC da 2,0 kW, telaio 130 mm
• 1 × ASD-A2-2023 — azionamento servo serie ASDA-A2 da 2,0 kW abbinato, ingresso trifase 220 V
• 1 × Cavo encoder — 3 m, motore-azionamento
• 1 × Cavo di alimentazione — 3 m, terminali di uscita motore-azionamento

Il motore e l'azionamento sono pre-abbinati; il pinout del connettore del cavo encoder corrisponde all'ingresso encoder CN2 dell'azionamento, e il cavo di alimentazione trasporta la tensione motore trifase dai terminali di uscita U/V/W dell'azionamento. Cavi più lunghi sono disponibili come accessori per installazioni in cui 3 m non sono sufficienti dal pannello alla posizione di montaggio del motore.

Specifiche tecniche del motore

L'encoder a 20 bit: perché la risoluzione conta a 2 kW

L'ECMA-E11320RS è dotato di un encoder incrementale a 20 bit di serie — 1.280.000 conteggi per giro motore. Nella classe di potenza da 2,0 kW, questo livello di risoluzione non è comune nei pacchetti servo a costo ridotto; è la stessa specifica dell'encoder che Delta utilizza in tutta la famiglia di motori ASDA-A2.

Cosa significa una risoluzione a 20 bit su un asse? Su una macchina utensile che utilizza una vite a ricircolo di sfere con passo da 10 mm, 1.280.000 conteggi dell'encoder per giro motore divisi per un passo di 10 mm forniscono una risoluzione teorica di 7,8 nanometri per conteggio dell'encoder — ordini di grandezza più fini di quanto qualsiasi componente meccanico del sistema possa effettivamente raggiungere. L'effetto pratico è che il loop di controllo di posizione dell'azionamento servo dispone sempre di più informazioni di quelle necessarie, e il limite della precisione di posizionamento diventa la meccanica della macchina piuttosto che la granularità del feedback. Per una macchina che produce pezzi finiti che devono rispettare tolleranze dimensionali, questa è esattamente la relazione corretta tra feedback e meccanica.

L'elevata risoluzione dell'encoder contribuisce anche a una rotazione fluida a bassa velocità. Un encoder con risoluzione più grossolana introduce ondulazioni nel feedback di velocità — il loop di velocità dell'azionamento vede passi di posizione discretizzati anziché un segnale di velocità fluido, il che causa ondulazioni di coppia udibili come rumore del motore e visibili come variazione di velocità. A 1.280.000 conteggi per giro, questo effetto di quantizzazione è trascurabile anche a velocità comandate molto basse.

L'azionamento ASDA-A2: ingegnerizzato oltre il movimento di base

L'azionamento incluso nel kit ECMA-E11320RS — l'ASD-A2-2023 — non è un semplice inseguitore di impulsi. La piattaforma ASDA-A2 rappresenta l'architettura servo ad alte prestazioni di Delta, e la variante da 2,0 kW porta con sé l'intero set di funzionalità di tale piattaforma.

La camme elettronica integrata (E-CAM)

è una delle capacità più significative della serie A2. È possibile programmare fino a 720 punti E-CAM nell'azionamento, consentendogli di eseguire profili di movimento sincronizzato — cesoie volanti, taglio rotativo, azionamenti di nastri trasportatori sincronizzati — senza un controllore di movimento ad alta velocità nel PLC esterno. La funzione E-CAM mappa la posizione dell'encoder master alla posizione del motore follower attraverso una tabella cam definita dall'utente, e l'azionamento esegue il movimento sincronizzato in tempo reale utilizzando la sua elaborazione interna. Le macchine che in precedenza necessitavano di un controllore di movimento dedicato possono eseguire questi profili direttamente dall'azionamento servo, semplificando l'architettura di controllo.La

modalità registro di posizione (PR) è la capacità di controllo di posizione interna della serie A2. È possibile memorizzare fino a 64 registri di posizione nell'azionamento, ognuno dei quali specifica una posizione target, una velocità e un'accelerazione. Le transizioni tra i registri sono attivate da ingressi digitali o comandi di comunicazione. Una sequenza di posizionamento multi-step completa — spostamento alla posizione 1, attesa, spostamento alla posizione 2, ritorno alla posizione di home — viene eseguita dal programma interno dell'azionamento senza comandi di posizione in tempo reale dal controllore. Per le macchine che ripetono un set fisso di movimenti, questo scarica il sequenziamento del movimento dal PLC e riduce le richieste sulla rete di controllo.

Il filtro notch automatico e la soppressione delle vibrazioni

affrontano la risonanza e il ringing che si verificano alla fine dei movimenti di posizionamento, in particolare nelle macchine con elementi meccanici flessibili — alberi lunghi non supportati, utensili montati a sbalzo o trasmissioni a cinghia a bassa rigidità. L'azionamento A2 rileva automaticamente le frequenti di risonanza meccanica e applica filtri notch per sopprimerle senza regolazione manuale del guadagno. Due filtri indipendenti di soppressione delle vibrazioni mirano all'oscillazione a bassa frequenza, che è la causa più comune di ritardo di assestamento negli assi di macchine di medio impiego.

Il

controllo ad anello chiuso completo è disponibile sugli azionamenti varianti A2-F, che accettano un encoder esterno secondario montato sul lato carico della trasmissione della macchina. Questo chiude l'anello di posizione attorno alla posizione effettiva del carico anziché alla posizione dell'albero motore, eliminando l'errore di posizione causato dalla variazione del passo della vite a ricircolo di sfere, dalla conformità dell'accoppiamento e dalla dilatazione termica nella trasmissione meccanica. Per le macchine utensili di precisione in cui la precisione dell'asse deve essere mantenuta sull'intera corsa, il controllo ad anello chiuso completo è ciò che rende realizzabile la specifica.Comunicazioni: RS-232, RS-485, CANopen, USBL'ASD-A2-2023 comunica tramite quattro interfacce, ognuna delle quali serve diversi scenari di integrazione.

RS-232 è la connessione punto-punto al PC utilizzata per il commissioning, la configurazione dei parametri e il monitoraggio con il software di configurazione

ASDA-Soft di Delta. Il software fornisce una vista oscilloscopica in tempo reale delle forme d'onda di posizione, velocità e coppia, un editor completo dei parametri e una funzione di teach-in per acquisire posizioni da movimenti manuali.

RS-485 supporta il cablaggio multi-drop — più azionamenti che condividono un singolo bus RS-485 con un PLC o HMI host, ognuno indirizzato individualmente. Alle velocità di bus standard, una singola rete RS-485 può raggiungere un numero sostanziale di azionamenti, il che semplifica il cablaggio del pannello nelle macchine multi-asse.

CANopen

è l'interfaccia di rete per l'integrazione con controllori di movimento e PLC CANopen. L'azionamento implementa il profilo CiA 402, che è il profilo standard di controllo del movimento CANopen — le modalità operative di posizione, velocità e coppia sono accessibili tramite oggetti CANopen standard. Questo rende l'azionamento compatibile con qualsiasi master CANopen che segua lo standard CiA 402 senza programmazione personalizzata.USB si collega direttamente a un PC senza l'hardware adattatore RS-232/485, utilizzando lo stesso software ASDA-Soft. Per la configurazione iniziale e il lavoro sui parametri su un banco di prova, USB è la connessione più veloce da stabilire.

La cifra di 2.000 giri/min è la L'ECMA-E11320RS viene fornito con un paraolio montato all'uscita dell'albero

. Questo sigilla lo spazio tra l'albero rotante e il carter motore contro l'intrusione di contaminanti — nebbia di refrigerante, aerosol di olio da taglio, acqua di lavaggio e polvere. Senza un paraolio, questi contaminanti migrano nella cavità del cuscinetto del motore nel tempo, accelerando l'usura del cuscinetto e raggiungendo infine l'encoder.

Il

grado di protezione IP65

si applica al corpo del motore e specifica la protezione contro l'ingresso di polvere (IP6X — completamente stagno alla polvere) e getti d'acqua da qualsiasi direzione (IPX5). Questo è il livello di protezione appropriato per ambienti di macchine utensili, attrezzature per la lavorazione alimentare e altre installazioni in cui il motore si trova in prossimità di contaminazione liquida o particellare. L'azionamento — alloggiato in un pannello — opera in un ambiente controllato e non ha un grado di protezione equivalente.L'albero con scanalatura (diametro 22 mm con fori filettati) fornisce una trasmissione di coppia positiva a giunti e pulegge senza fare affidamento esclusivamente sull'accoppiamento a interferenza. I fori filettati nell'estremità dell'albero consentono a una vite di fissaggio del giunto di fare presa sulla faccia terminale dell'albero, impedendo la migrazione assiale sotto carichi inversi — un dettaglio pratico che conta negli assi che invertono frequentemente la direzione.

Applicazioni tipicheLa combinazione 2,0 kW / 2.000 giri/min / 9,55 N·m copre una fascia ben definita di applicazioni di movimento industriale:

Macchine utensili CNC — azionamenti tavola rotante, azionamenti assi di avanzamento su centri di lavoro e torni di piccole dimensioni, e assi di posizionamento ausiliari dove il carico è una torretta utensile, un supporto fisso o un dispositivo di bloccaggio del pezzo. Il telaio da 130 mm si adatta alle interfacce di montaggio servo standard sulla maggior parte delle macchine CNC piccole e medie.

Macchine per imballaggio — formatrici di cartoni, macchine form-fill-seal, indicizzatori di prodotto e attrezzature per il confezionamento di scatole. Le capacità E-CAM e PR mode consentono all'azionamento di eseguire direttamente profili di movimento sincronizzato e indicizzato, il che semplifica il compito di coordinamento del movimento del PLC della macchina.

Robotica — azionamenti giunti su sistemi robotici cartesiani e SCARA dove gli assi individuali rientrano nell'intervallo 1-3 kW. La caratteristica del motore a inerzia medio-alta (inerzia rotore 14,59 × 10⁻⁴ kg·m²) fornisce un migliore adattamento dell'inerzia rispetto ai motori a inerzia ultra-bassa della stessa classe di potenza.

Attrezzature per stampa e conversione

— controllo della tensione del nastro, inseguimento del segno di registro e azionamenti svolgitori-riavvolgitori dove sono richiesti movimento sincronizzato e coppia controllata all'interno della stessa macchina.

Stampaggio a iniezione ed estrusione

— alimentazione materiale servo-azionata, azionamenti vite ed meccanismi di espulsione dove sono richiesti sia posizione ripetibile che forza controllata.

Domande frequentiD1: Il kit ECMA-E11320RS include tutto il necessario per far funzionare il sistema servo, o sono necessari componenti aggiuntivi?Il kit contiene i tre elementi più comunemente venduti separatamente — motore, azionamento e cavi — e questi sono sufficienti per far funzionare l'asse servo. Tuttavia, un'installazione completa della macchina richiede componenti aggiuntivi che non fanno parte del kit: un'alimentazione AC trifase 200-230V adatta con interruttore automatico e contattore appropriati, un'alimentazione di controllo DC 24V per il circuito di controllo dell'azionamento, un connettore di controllo CN1 e cablaggio al PLC host o al controllore di movimento, e un conduttore di terra dimensionato secondo il codice elettrico locale dell'installazione. Per gli azionamenti che richiedono una resistenza di frenatura (applicazioni con carichi ad alta inerzia o decelerazioni rapide frequenti), una resistenza di frenatura rigenerativa esterna si collega ai terminali B1/B2 dell'azionamento. Il manuale utente ASDA-A2 specifica la selezione dei componenti periferici per ogni modello di azionamento. Il commissioning iniziale beneficia anche del software ASDA-Soft di Delta, che è un download gratuito dal sito web di Delta e richiede una connessione USB o RS-232 all'azionamento.

D2: Il motore è specificato a una velocità nominale di 2.000 giri/min ma a una velocità massima di 3.000 giri/min. Può funzionare continuamente a 3.000 giri/min?

La cifra di 2.000 giri/min è la velocità operativa continua nominale — la velocità alla quale il motore eroga la sua piena coppia nominale di 9,55 N·m entro la sua classe termica continua a temperature ambiente fino a 40°C. La velocità massima di 3.000 giri/min rappresenta il limite superiore di funzionamento intermittente, dove la capacità di coppia è ridotta rispetto al valore nominale continuo. Far funzionare il motore continuamente a 3.000 giri/min con pieno carico di coppia causerà il superamento della classe termica del motore e la riduzione della sua durata utile. In pratica, i parametri dell'azionamento consentono di impostare il limite di velocità massima al di sotto dei 3.000 giri/min se l'applicazione non richiede un funzionamento al di sopra della velocità nominale. Per applicazioni in cui è necessaria la piena coppia a velocità più elevate, un motore diverso della gamma ECMA con una velocità nominale superiore — come una variante con velocità nominale di 3.000 giri/min — sarebbe la scelta appropriata.

D3: Cos'è la funzione Electronic Cam (E-CAM) e quali problemi delle macchine risolve?

La funzione E-CAM consente all'azionamento ASD-A2-2023 di sincronizzare la posizione del suo albero di uscita con un encoder master esterno secondo una tabella di profili cam programmata. L'azionamento legge la posizione dell'encoder master in tempo reale e muove il motore alla posizione follower corrispondente come definito dalla tabella cam — fino a 720 punti dati che definiscono la relazione tra posizione master e follower. Questo risolve il problema di sincronizzazione che si presenta nelle macchine in cui un meccanismo deve muoversi in una relazione definita con un altro componente in movimento: un coltello che deve corrispondere alla velocità di un nastro in movimento prima di tagliare, una pinza che deve sincronizzarsi con un nastro trasportatore per prelevare un prodotto senza fermarlo, o un applicatore di etichette che deve corrispondere alla velocità di una bottiglia su una linea di riempimento. Tradizionalmente, queste applicazioni richiedevano un controllore di movimento ad alta velocità per calcolare e inviare comandi di posizione sincronizzati in tempo reale. Con E-CAM, la logica di sincronizzazione viene eseguita all'interno dell'azionamento, e il PLC esterno deve solo abilitare e disabilitare la funzione — semplificando drasticamente i requisiti del controllore per le applicazioni di movimento sincronizzato.D4: Il motore non ha un freno. È un problema per gli assi verticali o per gli assi che devono mantenere la posizione in caso di interruzione di corrente?L'ECMA-E11320RS è la

variante senza freno

(designata dalla "S" nella posizione pertinente del numero di modello del motore — la versione con freno porta un suffisso diverso). Per un asse puramente orizzontale senza componente di carico gravitazionale, l'assenza di un freno non è una preoccupazione per la sicurezza o la funzionalità — quando l'alimentazione dell'azionamento viene rimossa, la frenatura dinamica arresta il motore in modo controllato, e l'asse rimane in posizione per attrito una volta fermo. Per gli assi verticali — movimenti dell'asse Z, bracci di gantry elevati o qualsiasi carico che cadrebbe per gravità quando l'azionamento viene diseccitato — un freno di stazionamento è essenziale per prevenire la caduta incontrollata dell'asse in caso di interruzione di corrente o arresto di emergenza. In queste applicazioni, dovrebbe essere specificata la variante del motore dotata di freno. La serie ECMA offre un motore direttamente equivalente da 2,0 kW, 130 mm, 2.000 giri/min con un freno di stazionamento a spegnimento (24V DC), mantenendo le stesse specifiche elettriche e meccaniche. Il freno non è destinato alla decelerazione di un motore rotante — trattiene solo un albero stazionario, e il suo utilizzo come freno di servizio causerebbe un rapido consumo delle pastiglie del freno.D5: L'ECMA-E11320RS può essere abbinato ad azionamenti servo Delta diversi dalla serie ASDA-A2, come ASDA-B2 o ASDA-A3?I motori serie ECMA da 130 mm sono progettati per la compatibilità con gli azionamenti serie ASDA-A2 220V di Delta, e l'ECMA-E11320RS è specificato e validato per l'uso con l'ASD-A2-2023 nel kit. La compatibilità con altre famiglie di azionamenti Delta dipende dalla serie dell'azionamento. La

serie ASDA-B2