Jste zde

Servopohony Baumüller pro běžné i přesně řízené mechanismy

Antonín Vojáček, 13. Duben 2025 - 18:29

Pohon, jako srdce mnoha výrobních systémů, je specialitou skupiny Baumüller, která představila svoje široké portfolio i na letošním veletrhu Hannover Messe. V nabídce jsou modulární kontroléry i různě velké servomotory, včetně nezvyklého provedení s vodním chlazením.

Společnost Baumüller svými pohonnými a automatizačními systémy podporuje nespočet výrobců strojů na jejich úspěšné cestě k elektrifikaci, digitalizaci a efektivnějším procesům. Aktuálním vrcholem nabídky jsou kompaktní servomotory DSC2 pro aplikace, které vyžadují obzvláště vysokou hodnotu točivého momentu. Tuto řadu charakterizuje nízká hmotnost a minimální rozměry. Na straně elektroniky pak společnost představila generaci servoregulátorů b maXX 6000, které byly speciálně vyvinuty pro aplikace s vysokými požadavky na dynamiku a přesnost. Přímo integrované bezpečnostní funkce umožňují optimalizované vyhodnocování signálů kodéru, a tím ještě lepší přesnost polohy a rychlosti.

Portfolio společnost Baumüller pro pohony zahrnuje nejen různé typy a velikosti servomotorů, ale i jejich sofistikované řízení pomocí flexibilních kontrolérů a nakonec i řídicí jednotky a návrhový software.

Servomotory Baumüller

Servomotory jsou speciálním typem elektromotorů, které řídí polohu hřídele motoru a registrují rychlost motoru. Integrovaný systém zpětné vazby určuje úhlovou polohu a přenáší ji do externího servoregulátoru. To pak instruuje servomotor, jak se má pohybovat. Výsledkem je řízení s uzavřenou smyčkou. Provoz může být řízený točivým momentem, rychlostí nebo polohou.

Každý servomotor s permanentním magnetem se v podstatě skládá z krytu motoru, který obsahuje stator, rotor s permanentními magnety a enkodér. Servomotory jsou samostatně použitelné. Hlavní výhodou motoru je vysoká energetická účinnost, která vede ke snížení nákladů na životní cyklus a také k úspoře energie a emisí CO₂.

Základní části servomotorů Baumüller.

Baumüller nabízí jednu z nejširších nabídek servomotorů na trhu. Ty jsou v současné době k dispozici v sedmi velikostech od 28 do 132 s rozsahem výkonů od 0,3 do 150 kW a točivým momentem od 0,6 Nm až do 715 Nm.

Nabídka rozměrů a jedno- nebo dvoukabelového připojení servomotorů Baumüller.

Servomotory Baumüller mají vysokou účinnost přes 90 procent, takže přeměňují většinu dodané elektrické energie opravdu na mechanickou energii a jen asi 10 procent elektrického výkonu se ztrácí ve formě tepla. Ale i tak, aby se zabránilo přehřátí motoru, musí být toto teplo odváděno. K tomuto účelu nabízí Baumüller svoje servomotory s propracovaným systémem chlazení, které zahrnuje provedení nechlazené, vzduchem chlazené a i kapalinou chlazené. Pokud jde o vodní nebo olejové chlazení, Baumüller nabízí jedno z nejuniverzálnějších portfolií na trhu. Vodou chlazené motory mají mnoho výhod. Například díky dobrému odvodu tepla je snadno možná těsná instalace více servomotorů. To šetří místo ve stroji a je to výhodné zejména v aplikacích s mnoha ovládanými pohybovými osami.

Široké možnosti jsou i z pohledu elektrického a komunikačního připojení servomotorů. Zvolit lze připojení technologií s jedním kabelem, pomocí svorkovnice nebo se dvěma vývody, přičemž technologie jednoho kabelu s Hyperface DSL® se používá ve stále větším počtu aplikací díky snadné instalaci.

Porovnání schopností chlazení různého provedení motorů (obr. vlevo) a příklad tradičního dvoukabelového připojení servomotorů (napájení + řízení) s jednokabelovým Hyperface DSL® (vše v jednom kabelu).

Jako hlavní přednosti servomotorů Baumüller výrobce uvádí:

Velká flexibilita kombinací - široké portfolio možností připojení, řešení kodérů, brzd, převodovek a způsobů chlazení umožňují flexibilní přizpůsobení každého servomotorů dané konkrétní aplikaci.
Zákaznická provedení na míru - na přání vyvíjí Baumüller servomotory pro sériové stroje specifické pro dané použití -přizpůsobený design, technologie offsetového připojení, zkrácená celková délka.
Optimální volba rozměrů a parametrů - pomocí konfigurátoru pohonů sizemaXX lze pohony vhodně vybrat a dimenzovat servomotor pro příslušnou aplikaci. Software krok za krokem provádí procesem návrhu. Navržený optimální výkon zabraňuje zbytečné spotřebě energie stroje a vhodná velikost pak minimalizuje rozměry stroje. Nástroj ušetří spoustu času, protože vypočítá všechna potřebná data a vygeneruje vhodné komponenty.
Optimalizace s digitálním dvojčetem - aplikační inženýři mohou zprovoznit a optimalizovat pohonný systém na stroji předem virtuálně s využitím digitálního dvojčete vytvořeného pomocí softwaru s názvem ProSimulation. V něm jsou zahrnuty nejen všechny servomotory, ale i další komponenty Baumüller.
Široký rozsah parametrů - v nabídce je již pět různých základních řad:
- DSD2 - dynamické s velmi širokým rozsahem jmenovitých otáček
- DSC1 - kompaktní
- DSH1 - nejvyšší přesnost díky nízkému ozubenému momentu servomotorů DSH1
- DSP1 - vysokorychlostní
- DSC2 - kompaktní a velmi univerzální

Základní portfolio řad servomotorů Baumüller a jejich možná standardní výbava.

Pomocí konfigurátoru pohonů sizemaXX lze pohony vhodně vybrat a dimenzovat servomotor pro příslušnou aplikaci.

Servopohony řady DSC2

Nejnovější řada servopohonů v nabídce společnosti Baumüller je DSC2. Ta pokrývá velmi široký rozsah otáček od 1 000 do 5 000 ot./min a díky široké škále možností snímačů, variant chlazení, volitelných brzd, různých variant převodovek a mnoha dalších možností lze DSC2 dokonale přizpůsobit požadavkům příslušné aplikace. Motor má také malou stopu CO₂ danou sníženou spotřebou materiálu vyplývající z velmi kompaktní konstrukce. Navíc je k dispozici i jedna speciální varianta motoru DSC2, která je zvláště vhodná pro aplikace s nízkými otáčkami a současně vysokým požadavkem na točivý moment.

Víceúčelové kontroléry Baumüller

Zvláštní silnou stránkou skupiny Baumüller je pak i oblast řízení servomotorů. Jejich "Drive Intelligence" umožňuje do servoměničů přímo integrovat mnoho funkcí. Firmware již v základu nabízí například funkce pro ochranu stroje, vlastní optimalizaci a zlepšování procesů. Baumüller navíc také dále nabízí softwarová řešení pro regulaci, řízení pohybu a analýzu, která také běží přímo na pohonu.

Ovládací a regulační funkce a také řízení pohybu, které jsou přímo integrovány v pohonu, umožňují vysoce dynamické procesy v rychlém cyklu regulátoru, dále optimalizují přesnost a jsou předpokladem pro modulární stroje a systémy. Předprogramované šablony a moduly strojů Baumüller obsahují širokou škálu funkcí a softwaru, čímž šetří čas při vývoji a zkracují dobu uvedení na trh.

Servořadiče b maXX 6000

Poslední generace kontrolérů / servořadičů b maXX 6000 představuje vyšší výkon a maximální škálovatelnost, které charakterizují nově vyvinuté bezpečnostní funkce, které ještě více zkracují doby cyklů strojů a zajišťují vyšší výkon, možnost použití jako senzor nebo senzorový rozbočovač a také IoT připojení do cloudu.

Z pohledu škálovatelnosti je na výběr mnoho možností kodéru, hardwaru a zabezpečení. Například v případě kodérů si lze standardně vybrat mezi resolvery, optickými a čistě digitálními kodéry. V oblasti hardwaru lze mimo jiné zvolit přítomnost signálové komunikační sběrnice, digitální a analogové I/O a také připojení brzdy. Integrace do všech druhů různých topologií strojů je možná prostřednictvím mnoha možností fieldbus rozhraní. Ve vztahu k bezpečnosti jsou k dispozici různé varianty od jednoduché hardwarově řízené funkce STO (Safe-Torque-Off) až po různé vyšší bezpečnostní funkce aktivované přes bezpečnou komunikaci FSoE (FailSafe over EtherCAT) nebo hardwarové I/O. Vše v souladu s nejvyšší úrovní bezpečnosti certifikace až do úrovně SIL 3 a PLe.

Navíc lze kontrolér doplnit o inteligentní monitorovací funkce z modulární softwarové sady Baumüller SmartValue pro on-line nastavení parametrů pohonu a jejich přenosu do vyšších vrstev řídící architektury, jako např. Edge PC a cloud. Navíc externí senzory a zařízení okolo servomotorů (např. vibračních senzory) mohou posílat svoje hodnoty do kontroléru přes fieldbus a přes jeho OPC UA server předávat i dále. Tak lze servomotor snadno použít i jako senzorový rozbočovač. Funkce Smart Energy Reduction pak umožňuje určit spotřebu energie jednotlivých os na cyklus, přičemž měření energie se provádí autonomně a v reálném čase přímo na úrovni servopohonů. Tato transparentnost spotřeby energie také pomáhá výrobci určit uhlíkovou stopu produktu (PCF).

Servořadiče b maXX 6000 lze snadno škálovat / zvolit s výbavou, která je pro danou aplikaci potřeba.

Inženýrské služby

Skupina Baumüller pokrývá celé spektrum techniky elektrických pohonů, a to nejen samotné dodávky motorů a jejich příslušenství, ale i v oblasti nabízených služeb. Specialisté společnosti mohou podporovat nové projekty od návrhu pohonu až po uvedení do provozu a přispívat k procesní expertize téměř ve všech sektorech strojírenství.

Dlouholeté zkušenosti také dělají z Baumüller partnera pro optimalizace, dovybavení a realizaci individuálních developerských projektů. Díky dceřiné společnosti Baumüller Services je pak snadno celosvětově dostupný také poprodejní servis s opravami a servisem náhradních dílů.