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高加速度伺服电机带来布线挑战
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高加速度伺服电机带来布线挑战

2022-11-23 10:27:25 来源:《国际线缆与连接》投稿人 冯文飞编译 作者:LAPP公司

【哔哥哔特导读】应用于高速度伺服电机的新型伺服电缆。

在自动化生产机器中,运动轴更快的加速和减速可以提高生产力。机器制造商已经开始采用新的低惯量伺服电机,其最大加速度可达5G,而传统伺服电机的加速度不到3G。

新电机可以更快地达到应用的最大运行速度,在从该最高速度上升和下降时消耗更少的循环时间。例如,以CNC应用为例,其加速提高到5G,使主轴达到12000rpm的运行速度所需的时间缩短了大约2.5秒。由此产生的主轴效率提升超过54%,进而有助于提高整体机器效率。

许多其他循环时间短的应用可以从电机加速改进中受益,包括:

  • 包装线
  • 塑料和纺织机械
  • 机器人和物料搬运系统
  • 激光切割机

那么加速度与电缆有什么关系呢?经验表明,5G代表了伺服电缆的一个临界点。当受到5G或更大的加速度时,传统伺服电缆会承受足够高的力,从而显著缩短其工作寿命。请记住,快速减速可能与快速加速一样对电缆造成不利影响。 

虽然转向高加速度伺服电机目前处于起步阶段,但大多数运动控制应用仍然依赖于加速度小于5G的旋转。然而,随着机器制造商的目标是获得生产力优势,高速旋转电机和直线电机正在取得进展。

电缆 

 

LAPP工程师已经开始为未来的高加速度运动控制应用做准备,他们开发了一种新型伺服电缆,用于电缆轨道或快速移动的机器组件之间。这些电缆的各个方面——从护套到绝缘层再到导体——都经过优化,可在5G下实现较长的使用寿命。 

一些设计细节是专有的,这里概述了对这种新型伺服电缆的期望。

与过去使用的传统伺服电缆相比,新型LAPPÖLFLEX®SERVOFD796CP等高加速度电缆有两个关键的设计差异。

更大的刚度以承受压力

高加速度电缆需要更硬一些。例如,FD796CP的聚丙烯绝缘材料比伺服电缆通常使用的TPE或PVC绝缘材料稍硬。额外的刚度可以更好地抵抗受到高加速度和减速度的电缆所产生的额外应力。

电缆 

优化以减少电缆质量

同样重要的是,高加速度电缆要尽可能轻以限制力。FD796CP始终使用优化的材料和结构。例如,它使用聚丙烯绝缘材料,其比重为0.96,相对于比重为1.4的PVC,具有质量密度优势。同时,聚丙烯的介电常数保持在2.4左右,而PVC的介电常数为4。电缆的质量也来自制造过程。优化的挤压工艺使我们能够最大限度地减少壁厚的变化,从而进一步减轻重量。优化后的壁厚虽然仍符合UL要求,但也产生了低电容,从而限制了铜编织层上的泄漏电流。

SERVOFD796CP是LAPP新型高速电缆中的第一条,但不会是最后一条。我们推出了名为ÖLFLEX® SERVO796P的非屏蔽版本,它消除了FD796CP中的控制对和镀锡铜编织物。我们的高加速度电缆系列还包括ÖLFLEX®CHAIN896P非屏蔽电源电路电缆以及ÖLFLEX®SERVOFD798CP编码器-旋转变压器信号电缆。

高加速度

LAPP第一款专为高加速度设计的伺服电缆是ÖLFLEX®SERVOFD796CP。其设计特点包括超细6类铜绞线、聚丙烯绝缘、无纺布包裹、镀锡铜编织和聚氨酯护套。电缆可选地包含一个或两个控制对。

新电缆支持超过5G的加速度和高达5米/秒的行进速度。行驶距离可达100米。用于灵活应用,它的最小弯曲半径为7.5xOD。

除了能够承受高加速度之外,FD796CP的行为与任何其他高性能伺服电缆非常相似。它具有符合UL标准的耐油和耐火性能。灵活应用的温度范围为–40℃至80℃。

随着以生产力为中心的运动控制系统提高加速度,指定电缆的方式将不得不进行创新。除了通常的选择标准检查清单(例如弯曲半径、速度、弯曲寿命和操作环境)之外,还将越来越需要评估伺服电缆承受加速度力的能力。

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