EPOS4 verdadeiramente micro!

Sistemas robóticos, de análise e de manuseamento exigem a integração compacta de um grande número de acionamentos compactos e energeticamente eficientes, combinados com sistemas de controlo altamente dinâmicos e um sistema de bus em rede. A maxon está à altura do desafio.

Requisitos: conceitos de sistemas multieixos compactos

Produtos, tais como robôs cirúrgicos, instrumentos analíticos para dispositivos médicos e tecnologia laboratorial, assim como colimadores multifolhas para a tecnologia de radiação, precisam de sistemas de acionamento miniaturizados que possam ser bem acondicionados num espaço de instalação. Uma unidade de acionamento ideal inclui não apenas motores elétricos, mas também sistemas de controlo dos motores compactos e com capacidade de ligação em rede, que podem ser integrados diretamente no dispositivo, junto ao motor e aos sensores.

Foco: sistemas de controlo dos motores miniaturizados

As principais propriedades dos sistemas de controlo dos motores são a elevada eficiência energética e a elevada densidade de potência para permitir a integração compacta de todos os componentes. Os conectores para vários sensores e atuadores, assim como uma interface de bus rápida, são elementos igualmente importantes. Os módulos EPOS4 Micro oferecem uma ampla gama de funções padronizadas, algoritmos de controlo de ponta, um estágio de potência compacto, bem como uma interface CANopen ou EtherCAT — e, ainda assim, não ultrapassam as dimensões de um selo postal (de 32 × 22 × 7 mm). Os fabricantes de dispositivos podem integrar os módulos plug-in no seu próprio sistema eletrónico, para o número de eixos necessários. Isto permite a produção de um sistema multieixos rentável, com dimensões ultracompactas.

Interface de bus enquanto medula espinal de todo o sistema

Através da interface de bus, cada unidade de acionamento troca dados de acesso e de comando com o sistema de controlo principal (por ex., PLC ou maxon MasterMACS) num ciclo rápido. Os sistemas de fieldbus comuns utilizados para este fim são CANopen e EtherCAT. As taxas de transmissão muito elevadas do EtherCAT oferecem vantagens para aplicações multieixos complexas em particular, mas têm a desvantagem de exigir hardware adicional e o conector RJ45 grande e padronizado para o acoplamento de eixos individuais. O tamanho do sistema de controlo e do conector de bus pode, por vezes, ser a solução para a utilização do EtherCAT em dispositivos portáteis e na robótica.

Acoplamento através de RJ45 externo. Acoplamento capacitivo interno na placa de 3 eixos.

Micro, mesmo com EtherCAT

O EtherCAT utiliza transdutores indutivos para proteger os componentes do sinal DC com base em diferenças potenciais, suprimir interferências e garantir a integridade do sinal. No entanto, estes componentes e os conectores RJ45 necessitam de muito espaço na placa de circuito impresso e aumentam os custos, caso tenham de ser integrados separadamente para cada sistema de controlo de acionamento. Quando várias unidades EPOS4 Micro são integradas na mesma placa eletrónica, é possível, em alternativa, ligar internamente as portas EtherCAT utilizando um acoplamento capacitivo. Esta é uma solução altamente compacta e rentável. Os conectores RJ45 são então apenas necessários para a ligação EtherCAT externa. Com base neste princípio, a maxon oferece um sistema de controlo multieixos extremamente compacto, com um tamanho de instalação de 90 × 56 mm (o tamanho de um cartão de visita), equipado com três módulos EPOS4 Micro 24/5 EtherCAT.

Micro e fácil de integrar

As funções de troca de dados e de comando do EPOS4 Micro via CANopen ou EtherCAT utilizam o protocolo CiA® 402 (perfil de dispositivo para acionamentos e controlo de movimento). São suportados os seguintes modos de operação padronizados: “PPM — modo de posição de perfil”, “PVM — modo de velocidade de perfil”, “HM — modo de orientação automática”, “CSP — posição cíclica síncrona”, “CSV — velocidade cíclica síncrona” e “CST — binário cíclico síncrono.” Enquanto slave padronizado de controlo do movimento, o EPOS4 Micro (como todas as versões EPOS4) pode ser integrado nas ferramentas de gestão de sistemas e bibliotecas de movimento de vários fabricantes de PLC. São também possíveis aplicações comandadas por um PC ou Raspberry Pi através da EPOS Command Library da maxon.

Micro e pronto para a IIoT

O EPOS4 é o mais importante fornecedor de informações no ambiente IIoT (Internet Industrial das Coisas) de uma máquina ou da unidade de acionamento. Através da interface de bus EPOS4, é possível aceder às correntes e binários do motor, valores de posição, estados de erro, valores de temperatura e de carga do sistema de controlo e do motor, bem como aos estados do sensor e do atuador externos; em alternativa, os dados podem ser transmitidos ciclicamente.

Micro, mas multifuncional

Com um ciclo de sistema de controlo de corrente de 25 kHz e um ciclo de controlo de velocidade/posição de 2,5 kHz, as taxas de ciclo do EPOS4 Micro são idênticas às de todas as outras versões da linha de produtos EPOS4. Conceitos de sistema de controlo de última geração, tais como controlo orientado ao campo (FOC), alimentação em avanço e controlo de observador, assim como o controlo de circuito dual permitem ao EPOS4 Micro fornecer o máximo desempenho do motor e precisão de movimento. O controlo de circuito dual com um codificador incremental no veio do motor e um codificador SSI no veio de saída permite o posicionamento preciso da carga, mesmo em sistemas de acionamento com folga ou sistemas de acionamento elástico.

Micro, mas versátil

O EPOS4 Micro suporta motores DC com e sem escovas, com sensores de Hall, codificadores incrementais digitais e codificadores absolutos SSI. Um total de 5 entradas digitais, 3 saídas digitais, 2 entradas analógicas (+/-10 V) e 1 saída analógica (+/-4 V) permite a ligação e avaliação de atuadores e sensores adicionais.

EPOS Studio: ajuste do controlo de circuito dual.

Micro, mas potente

O EPOS Micro oferece uma densidade de potência superior a 50 W de potência de pico por cm2 de tamanho de instalação, sem arrefecimento adicional, em condições de temperatura ambiente de -30 °C a 45 °C. Na prática, isto significa uma potência de saída contínua de 120 W e uma potência de pico de 360 W durante 10 segundos, com o sistema de controlo e o estágio de potência a exigir uma área de instalação de apenas 32 × 22 mm (“EPOS 24/5 Micro CAN”) e uma espessura de 7 mm.

Micro, também durante a colocação em funcionamento

O software intuitivo EPOS Studio inclui o Startup Wizard, que guia o utilizador através da configuração básica e oferece o ajuste automático de todos os parâmetros do sistema de controlo, até mesmo para estruturas complexas de sistemas de controlo de circuito dual.

Mais do que apenas produtos: a maxon como parceiro do sistema

Com o seu portal de apoio support.maxongroup.com e vários serviços, a maxon oferece muito mais do que apenas catálogos de produtos. Para a integração do EPOS4 Micro em placas eletrónicas específicas do cliente, a maxon encontra-se também disponível como parceiro de desenvolvimento e produção. Nestes casos, a maxon não é apenas o fornecedor de produtos, mas também o responsável por todo o sistema enquanto parceiro de engenharia competente no campo da tecnologia de acionamento. O primeiro passo rumo à solução ideal, tanto do ponto de vista técnico como comercial, é o intercâmbio antecipado de informações e a descoberta de ideias em cooperação com a maxon.

Em resumo:

Competente e orientado para os objetivos — o EPOS4 Micro e a maxon garantem o máximo sucesso.