Baumüller presenta la nueva familia de servoaccionamientos b maXX 6000

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Un verdadero hito: la nueva generación de servocontroladores b maXX 6000 es sinónimo de más rendimiento y máxima escalabilidad. Por ejemplo, las funciones de seguridad recientemente desarrolladas, que acortan aún más los tiempos de ciclo de las máquinas, garantizan un mayor rendimiento. Sin embargo, el servoaccionamiento puede hacer aún más: el accionamiento puede utilizarse como sensor o concentrador de sensores y ofrece conectividad IoT escalable en la nube, p. a través de una PC perimetral.

Reduce your Footprint representa funciones inteligentes del kit de software modular SmartValue de Baumüller. Estos ayudan a mejorar el balance energético en la producción ya reducir los costes de fabricación. Un aspecto destacado es el modelo de temperatura integrado, que monitorea componentes importantes en el módulo de potencia. Esto permite dimensionar y utilizar de forma óptima los servoaccionamientos. Esta función optimiza el uso de recursos y reduce permanentemente el consumo de energía durante el funcionamiento.

También se establecen nuevos estándares para las dimensiones del dispositivo: además del sistema de módulos que ahorra espacio (b maXX 6300), los dispositivos mono (b maXX 6500) ahora también son significativamente más compactos. El volumen instalado de los tamaños se reduce significativamente y por lo tanto permite montajes aún más pequeños.

Aspectos destacados de la familia b maXX 6000: máxima escalabilidad y rendimiento

La nueva familia b maXX ofrece la máxima escalabilidad para adaptar el accionamiento de forma óptima a los requisitos de la aplicación respectiva. Numerosas opciones de codificador, hardware y seguridad están disponibles para elegir. Por ejemplo, en el caso de los codificadores, puede elegir entre codificadores de resolución, ópticos y digitales puros para las interfaces estándar. En el área del hardware se pueden seleccionar, entre otras cosas, el bus de señales, la opción de servicio, las E/S digitales y analógicas, así como la conexión del freno. Es posible la integración en todo tipo de topologías de máquinas diferentes, como también en el b maXX 5000, a través de numerosas opciones de bus de campo.

En relación con la seguridad, hay diferentes variantes disponibles, desde el simple STO (Safe-Torque-Off) controlado por hardware hasta diferentes funciones de seguridad superiores, activadas a través de FSoE (FailSafe over EtherCAT) o E/S de hardware, todas en conformidad con los más altos estándares. nivel de seguridad (actualmente se está implementando la certificación hasta los niveles SIL 3 y PLe). Ambas variantes también se pueden combinar para configurar la arquitectura de unidad segura de la manera más flexible posible.

Seguridad para aplicaciones de alto rendimiento

Las nuevas funciones de seguridad se han desarrollado especialmente para aplicaciones con requisitos dinámicos y de precisión elevados. En los nuevos servocontroladores, el módulo de seguridad está integrado directamente en el dispositivo. La ventaja: por lo tanto, las señales de encóder relacionadas con la seguridad se pueden evaluar con una resolución aún mayor. Esto mejora significativamente aún más la precisión de la posición y la velocidad. Si, por ejemplo, se utiliza un resolver simple en la aplicación, entonces la resolución de velocidad para el control de seguridad con la nueva generación de convertidores es inferior a 1 rpm. Por lo tanto, la aplicación puede lograr un alto rendimiento incluso en combinación con una tecnología de codificador robusta, lo que reduce los costos totales de la máquina.

Las funciones de seguridad de los nuevos servocontroladores también establecen nuevos estándares con respecto a la capacidad de respuesta a eventos relacionados con la seguridad. Por ejemplo, al activar STO, el servoaccionamiento se conmuta sin par con un retraso de menos de 1 ms. Debido a este rápido tiempo de respuesta, se puede aumentar la velocidad de la máquina, aumentando así la productividad general.

La nueva función de seguridad SP (posición segura) también proporciona ventajas para transferir la posición segura a través del protocolo FSoE. Esto permite no solo el monitoreo seguro del espacio, sino también la colaboración en aplicaciones con movimientos multidimensionales, por ejemplo, en corte por láser o en robótica. El estándar ETG (EtherCAT Technology Group) para comunicación FSoE se ha implementado en la nueva generación. Esto aumenta la flexibilidad al elegir un control de seguridad de nivel superior.

Encoders de carga para ingeniería de seguridad: mayor dinamismo gracias a una mayor precisión de medición

Los componentes mecánicos, como transmisiones o correas de transmisión, pueden tener un efecto negativo en la precisión de la reacción. Para evitar posibles influencias debido al deslizamiento de la correa o al juego de la transmisión, además del codificador en el motor, se puede montar otro codificador en la carga e incluirlo en la supervisión segura. Esta opción está disponible en el nuevo servoaccionamiento y permite una mayor velocidad de la máquina, ya que la máquina desacelera aún más rápido si es necesario y se puede detener. Esta evaluación de codificador de alta precisión conduce, por ejemplo, a una mayor productividad en el caso de las fresadoras.

Los accionamientos de Baumüller ofrecen la función de un tiempo de retardo libremente parametrizable (tiempo SS1). Esto se conmuta entre una función de seguridad y la correspondiente reacción de desconexión de Safe-Torque-Off (STO). El tiempo SS1 retrasa la activación de la STO si no se debe permitir que la máquina se desacelera sin control. Gracias al tiempo de retardo parametrizable, se puede realizar otra acción (p. ej., parada rápida) antes de que se active STO. En este caso, el módulo de seguridad envía automáticamente una señal al servoconvertidor, que luego lleva a cabo la reacción parametrizada. El momento no se conmuta sin par hasta que haya expirado el tiempo SS1. Esta funcionalidad no solo evita lesiones a personas y daños a las máquinas, sino que también logra una mayor disponibilidad de las máquinas.

Además del tiempo SS1 descrito anteriormente, los nuevos servocontroladores también pueden trabajar con monitoreo de rampa para la función SS1 y SS2 (Safe Stop 1 y Safe Stop 2). Se trata de una rampa de deceleración parametrizable (SS1-r = Safe Stop 1 Ramp Monitoring), que utiliza un rango seguro para detener el variador. La parada hasta la parada final se consigue de forma aún más segura sin sobrepasar los límites de velocidad. Un área típica de uso son las aplicaciones en las que la parada del motor representa un peligro, por ejemplo, en el caso de máquinas textiles o de carpintería.

Baumüller SmartValue: accionamientos inteligentes para la Industria 4.0

Otra nueva función se refiere al registro, preprocesamiento y evaluación de los datos de la máquina en el servoaccionamiento. Las funciones de monitorización inteligente del kit de software modular SmartValue de Baumüller se pueden utilizar para registrar parámetros de accionamiento y transferirlos a otras capas de arquitectura, como un Edge PC o la nube. Con la función de osciloscopio integrada, los dispositivos pueden enviar señales a la unidad de control a través del bus de campo y, por ejemplo, enviar información a través de un servidor OPC UA.

Las señales se proporcionan de forma continua o son activadas directamente por el servoaccionamiento. Esto no requiere ningún trabajo adicional para sensores externos, cableado o una unidad de evaluación separada. Si los datos disponibles son insuficientes para el caso de uso requerido, el servoaccionamiento o el servomotor se pueden utilizar fácilmente como concentrador de sensores. Esto permite ampliar la base de datos con sensores externos, p. a través de sensores de vibración o datos de una transmisión inteligente.

La función Smart Energy Reduction se basa precisamente en este concepto. Con la nueva función, el consumo de energía de los ejes individuales se puede determinar por ciclo. La medición de la energía se realiza de forma autónoma y en tiempo real en los servoaccionamientos b maXX utilizados. Un módulo de software en el PLC de nivel superior analiza los valores medidos transferidos y luego calcula, entre otras cosas, el consumo de energía real en todo el sistema de accionamiento. A continuación, los valores se muestran en la visualización de la máquina. Alternativamente, un tablero muestra los resultados de la medición a través de interfaces IoT abiertas como OPC UA.

Esta función permite optimizar la energía del ciclo de la máquina y reducir los costes de producción. Esta transparencia en el consumo de energía también ayuda al fabricante a determinar la huella de carbono de su producto (PCF).

Los accionamientos inteligentes llevan a cabo tareas de control

Para trasladar determinadas funciones del control central al controlador, Baumüller ofrece dos soluciones de control integradas en el accionamiento: b maXX softdrivePLC con un tiempo de ciclo de ≥62,5 μs y b maXX PLC di con un tiempo de ciclo de bus de campo de ≥250 ms.

El b maXX softdrive PLC basado en software combina funciones de control de movimiento y PLC y es programable de acuerdo con IEC 61131. De esta manera, por ejemplo, el cálculo simple de entradas digitales o incluso algoritmos de control altamente complejos pueden llevarse a cabo de forma descentralizada. Con la ayuda de softdrivePLC, los programas pueden ejecutarse altamente sincronizados con el ciclo de reloj del controlador (≥62,5 μs). El softdrivePLC está disponible con el inicio de la nueva generación de convertidores.

La cartera de accionamientos con control integrado se amplía con el b maXX PLC di, con el que las funciones de control, tecnología y control de movimiento aún más complejas son posibles directamente en el accionamiento. Por lo tanto, el PLC de control se puede aliviar, reducir o incluso reemplazar por completo, ya que el PLC di también se puede utilizar como maestro EtherCat para el control de otros servoconvertidores. El PLC di, que se presentará próximamente, es uno de los PLC más rápidos del variador. Con un tiempo de ciclo de bus de campo de ≥250 μs, se pueden activar hasta 16 ejes para tareas de movimiento complejas. Los dispositivos de la familia b maXX 6000 ya están preparados para la integración del b maXX PLC di y pueden ampliarse para incluir estas funciones.

Cambiar a la nueva generación es fácil

Los clientes existentes pueden cambiar de la serie b maXX 5000 con poco esfuerzo. Se pueden seguir utilizando todas las herramientas de ingeniería existentes, como ProMaster o ProDrive. Los modelos de controlador ya están integrados como un gemelo digital en el software ProSimulation y están disponibles para la puesta en marcha virtual.

Además de los nuevos controladores, se desarrolló una nueva familia completa de módulos de potencia para los dispositivos b maXX 6500 mono. Esto permitió reducir significativamente las dimensiones y aumentar considerablemente la densidad de potencia. En el caso del tamaño 4 con un rango de potencia de hasta 75 kW, por ejemplo, esto significa un ahorro del 48 por ciento en comparación con el volumen instalado anterior. Por lo tanto, los nuevos dispositivos mono requieren menos espacio en el gabinete de control y pueden instalarse en el espacio más reducido aún más fácilmente. Junto con el menor espacio ocupado por la máquina, el ahorro de material en los servoaccionamientos significa una reducción de la huella ecológica y, por lo tanto, contribuye a una mayor sostenibilidad.

Los picos de corriente son un gran desafío para la tecnología de accionamiento. Por ejemplo, en el moldeo por inyección, se requieren pares máximos enormes para generar la fuerza de bloqueo o presión y para mantenerla si es necesario. Por lo tanto, los accionamientos no se dimensionan correctamente únicamente en función de los pares nominales, sino también en función del par máximo.

Por lo tanto, la potencia máxima para los nuevos dispositivos b maXX 6500 mono se incrementó considerablemente. En comparación con la serie b maXX 5500, por ejemplo, los dispositivos de tamaño 4 alcanzan una corriente máxima entre un 30 y un 50 por ciento más alta. Esto significa que se pueden utilizar tamaños más pequeños para aplicaciones dinámicas. Por lo tanto, el fabricante de máquinas se beneficia de costos iniciales más bajos y de un requisito de espacio más pequeño en el gabinete de control.

Los módulos de potencia escalables de las unidades mono están planificados con un rango de potencia ampliado de hasta 400 kW. Se pueden lograr salidas de potencia más altas conectando los dispositivos mono en paralelo. Con clasificaciones de fusibles aún más optimizadas, los nuevos dispositivos se pueden configurar con mayor precisión para la aplicación respectiva.

Conclusión

Con la nueva generación de dispositivos b maXX 6000, Baumüller presenta un sistema de servoaccionamiento muy flexible y de alto rendimiento, en el que las fortalezas de la familia predecesora, la b maXX 5000, se han desarrollado aún más. Los convertidores tienen tamaños optimizados convincentes, funciones de seguridad escalables y funciones de software inteligentes para la Industria 4.0. Con el b maXX 6000, las aplicaciones implementadas están preparadas para el futuro y están diseñadas para una operación energética y rentable.