Delta ASD-A2-2023-L — Kit d'entraînement et servomoteur AC 2,0 kW série ASDA-A2, 3 000 tr/min / 6,37 N·m, cadre 100 mm

Accélérez là où ça compte

Tous les axes servo de 2 kW n'ont pas besoin d'un couple maximal à basse vitesse. Certaines applications exigent quelque chose de différent : des cadences élevées, une accélération rapide, des temps de stabilisation serrés et un moteur suffisamment compact pour s'adapter là où un cadre de 130 mm ne peut tout simplement pas aller. LeKit Delta ASD-A2-2023-Lest construit autour de cette exigence. Il associe leECMA-C11020RSservomoteur à faible inertie, cadre de 100 mm — évalué à3 000 tr/min et 6,37 N·m— avec le variateur ASD-A2-2023-L complet et les câbles adaptés, offrant un système optimisé pour les applications dynamiques à grande vitesse plutôt que pour un couple continu élevé.

Le corps du cadre de 100 mm constitue un avantage significatif en termes de taille sur les machines où la géométrie de montage est étroite : axes rotatifs sur les petits centres d'usinage CNC, joints de robot sur les systèmes SCARA compacts et axes d'alimentation sur les équipements d'emballage à grande vitesse où le moteur doit s'insérer entre des éléments structurels qu'un cadre plus grand encrasserait. Avec 6,2 kg sans frein, l'ECMA-C11020RS est également suffisamment léger pour que sa masse ne contribue pas de manière significative à l'inertie des structures à bras articulés.

Contenu du kit

• 1 × ECMA-C11020RS— Servomoteur AC à faible inertie de 2,0 kW, châssis de 100 mm, 3 000 tr/min
• 1 × ASD-A2-2023-L— servomoteur ASDA-A2 assorti de 2,0 kW, entrée triphasée 220 V
• 1 × câble encodeur— 3 m, moteur pour entraîner le port CN2
• 1 × câble d'alimentation— 3 m, moteur pour piloter les bornes de sortie U/V/W

Le moteur, le variateur et les câbles sont pré-appariés et expédiés en tant que système vérifié. Le connecteur de commande CN1 est fourni par l'utilisateur et câblé à l'automate hôte ou au contrôleur de mouvement lors de l'installation.

Spécifications techniques du moteur — ECMA-C11020RS

Spécifications techniques du variateur — ASD-A2-2023-L

Faible inertie, haute vitesse : l'avantage de la série ECMA-C

L'ECMA-C11020RS appartient à Deltafamille de moteurs à faible inertie, et cette classification a des implications directes sur la façon dont l'axe fonctionne dans des conditions dynamiques.

Inertie du rotor de4,45 × 10⁻⁴ kg·m²est nettement inférieure aux moteurs à inertie moyenne de puissance équivalente. Cela est particulièrement important lors de l'accélération et de la décélération : un rotor plus léger accélère plus rapidement pour un couple appliqué donné et décélère plus rapidement lors du freinage. Lepuissance nominale de 90,6 kW/squantifie cette capacité dynamique : c'est la vitesse à laquelle le moteur peut créer de l'énergie cinétique dans le rotor, et des valeurs plus élevées indiquent une meilleure réactivité aux changements rapides de vitesse. Combiné avec le lecteur ASDA-A2Fréquence de réponse en vitesse de 1 kHzet un temps de stabilisation inférieur à 1 ms, le résultat est un système qui atteint rapidement la position commandée et s'arrête proprement sans oscillation prolongée.

La vitesse maximale de5 000 tr/min— bien au-dessus de la vitesse nominale de 3 000 tr/min — offre une marge pour l'absorption des dépassements lors d'accélérations rapides et permet à l'axe de fonctionner au-dessus de la vitesse de base dans les applications où un fonctionnement à puissance constante avec un couple réduit est acceptable. Pour une machine fonctionnant à 3 000 tr/min en continu avec de brèves excursions jusqu'à 4 500 tr/min lors d'un dépassement de vitesse, cette marge constitue la différence entre un suivi de profil propre et un défaut de survitesse.

La vitesse nominale de 3 000 tr/min signifie également que ce moteur produit toute sa puissance.6,37 N·mà une vitesse linéaire plus élevée que les moteurs de puissance équivalente fonctionnant à 2 000 tr/min. Sur une machine utilisant une vis à billes à pas de 5 mm, 3 000 tr/min se traduisent par une course linéaire de 250 mm/s – assez rapide pour la plupart des applications d'avance de coupe et de positionnement sans nécessiter de réduction de vitesse.

Encodeur 20 bits : 1 280 000 points par révolution en standard

Chaque moteur de la série ECMA-C est livré avec unCodeur incrémental 20 bits— 1 280 000 impulsions par tour de moteur — non pas comme option premium mais comme configuration standard sur toute la famille de moteurs ASDA-A2.

Les implications de cette résolution se manifestent différemment aux différentes extrémités de la plage de vitesse. À vitesse élevée, la densité d'impulsions élevée du codeur signifie que la boucle de rétroaction de vitesse du variateur reçoit un signal de vitesse très fin, produisant une rotation fluide du moteur sans ondulation de couple. À basse vitesse – là où tout encodeur plus grossier produirait un bruit de quantification de vitesse qui ferait tourner et chasser le moteur – l'encodeur 20 bits offre une résolution suffisante pour une rotation stable et fluide, même à des vitesses lentes.

Pour les applications de positionnement sur des machines équipées de vis à billes à pas de 5 mm, 1 280 000 comptes d'encodeur par tour divisés par un pas de 5 mm donnent une résolution de commande théorique de 3,9 nanomètres. En pratique, la conformité mécanique limite la précision atteignable bien avant que le codeur ne devienne une contrainte – ce qui est exactement la bonne priorité de conception. Le système de feedback n’est jamais le facteur limitant.

Lecteur ASDA-A2 : une plate-forme, pas seulement un lecteur

L'ASD-A2-2023-L est la variante standard de la plateforme ASDA-A2. Comprendre ce que comprend cette plate-forme explique pourquoi de nombreux constructeurs de machines choisissent la série A2, même pour les applications qui ne nécessitent pas initialement l'ensemble de ses fonctionnalités.

Mode registre de position (PR)stocke jusqu'à 64 profils de mouvement en interne dans le variateur : positions cibles, vitesses de déplacement, rampes d'accélération, temps d'arrêt et déclencheurs de transition. Une séquence complète d'indexation multi-positions peut être exécutée à partir du programme interne du variateur en réponse à de simples déclenchements d'entrée numérique, sans que l'automate hôte n'ait besoin d'émettre des commandes de position. Pour les machines qui exécutent un ensemble fixe de mouvements, le mode PR décharge entièrement le séquencement de mouvements sur le variateur. Le logiciel de configuration ASDA-Soft permet de programmer graphiquement ces profils et les profils de mouvement peuvent être modifiés instantanément pendant le fonctionnement.

Caméra électronique (E-CAM)synchronise le moteur du variateur avec un encodeur maître externe à l'aide d'une table à cames définie par l'utilisateur avec jusqu'à720 points de données. Le variateur lit en permanence la position du codeur maître et déplace le moteur vers la position suiveuse correspondante selon la table à cames, obtenant ainsi un mouvement synchronisé qui suit des relations non linéaires entre le maître et le suiveur sans contrôleur de mouvement à grande vitesse dans l'automate externe. Le cisaillement volant, la coupure rotative et le transfert synchronisé du convoyeur au bras sont les applications canoniques de l'E-CAM, mais tout mouvement nécessitant qu'un axe en suive un autre dans un rapport défini mais non linéaire bénéficie de cette capacité.

Filtre coupe-bande automatiquecible les résonances mécaniques – les fréquences de vibration structurelles qui provoquent une instabilité de l’axe lorsque le gain de la boucle d’asservissement est augmenté. Le variateur identifie la fréquence de résonance en analysant la réponse du moteur pendant le fonctionnement normal et place automatiquement un filtre coupe-bande à cette fréquence dans le chemin de commande de couple, supprimant ainsi la résonance sans travail manuel avec un oscilloscope. Deux filtres de suppression de vibrations indépendants traitent les oscillations basse fréquence au niveau de l'extrémité de travail de la machine, le type de vibration résiduelle qui provoque un retard de stabilisation après un mouvement rapide.

Fonctions de capture et de comparaisonfournissent des E/S à impulsions à grande vitesse pour les applications nécessitant une capture de position déclenchée par un événement ou un déclenchement de sortie à une position définie. Ceux-ci sont essentiels pour les équipements qui doivent marquer, couper, percer ou distribuer à des emplacements référencés sur une pièce en mouvement : applicateurs d'étiquettes, têtes de forage volantes et dispositifs de sortie synchronisés en position.

Contrôle du portiquecoordonne deux axes mécaniquement couplés — une configuration courante sur les routeurs CNC grand format, les centres d'usinage de type pont et les traceurs grand format où un seul faisceau est entraîné par deux moteurs, un à chaque extrémité. La fonction portique compense la divergence de position entre les deux axes en temps réel, empêchant ainsi la poutre de s'incliner sous une charge asymétrique.

Communications : quatre voies vers le lecteur

L'ASD-A2-2023-L gère l'intégration à différents niveaux de réseau via ses quatre interfaces de communication.

RS-232est la connexion directe au PC pour la mise en service et le travail de paramétrage à l'aide du logiciel ASDA-Soft de Delta. Le logiciel fournit un éditeur de paramètres complet, une surveillance par oscilloscope en temps réel des formes d'onde de position, de vitesse et de couple, une capacité d'exécution JOG et une fonction d'apprentissage pour capturer les positions à partir du mouvement manuel du moteur.

RS-485permet une mise en réseau multipoint : plusieurs disques ASD-A2 partageant un seul bus RS-485 câblé à un automate ou une IHM hôte. Chaque lecteur possède une adresse de station attribuée. Pour les panneaux multi-axes dotés de quatre axes servo ou plus, le câblage du bus RS-485 réduit considérablement le nombre de câbles par rapport aux circuits série individuels.

CANopenimplémente la norme de profil de mouvement CiA 402, faisant du variateur un esclave CANopen conforme à la norme et compatible avec n'importe quel maître CiA 402. Les modes de fonctionnement de position de profil, de vitesse et de couple sont tous accessibles via des objets CANopen standardisés. Les constructeurs de machines dont les plates-formes API prennent en charge CANopen motion — Beckhoff, Kollmorgen, B&R et autres — peuvent intégrer l'ASD-A2 dans leur architecture de contrôle existante sans programmation de communication personnalisée.

USBfournit une connexion directe au PC sans adaptateur RS-232/485, en utilisant le même logiciel ASDA-Soft. Pour une configuration initiale sur un établi, la connexion USB est la plus pratique à établir.

Scellé et protégé : IP65 au niveau du moteur

L'ECMA-C11020RS porte unIndice IP65— totalement étanche à la poussière (IP6X) et protégé contre les jets d'eau directs de toutes directions (IPX5). Le joint d'huile installé à la sortie de l'arbre étend cette protection à l'espace critique entre l'arbre rotatif et le corps du moteur, empêchant ainsi le brouillard de liquide de refroidissement, les aérosols d'huile de coupe et les particules de migrer dans la cavité du roulement.

Pour un moteur de 100 mm installé à l’intérieur d’une machine-outil ou d’un système d’emballage, IP65 est la protection de base nécessaire pour atteindre une durée de vie raisonnable. Sans roulements étanches ni joint d'étanchéité, la contamination du liquide de refroidissement dans un environnement CNC n'est qu'une question de moment et non de savoir si. L'ECMA-C11020RS résout ce problème avec le joint d'huile inclus en standard sur le suffixe RS — il ne s'agit pas d'une option de commande personnalisée.

LeArbre de clavette de 22 mm avec trous de vis taraudésfournit un engagement positif de l'accouplement dans les deux sens du couple et empêche la migration axiale de l'arbre. Sur les axes inverseurs qui changent de direction plusieurs fois par minute, une vis de rétention s'appuyant contre la face d'extrémité de l'arbre constitue une méthode fiable pour maintenir l'accouplement en place sans compter uniquement sur les interférences.

Où ce kit est généralement utilisé

La vitesse nominale de 3 000 tr/min et le cadre compact de 100 mm font du kit ASD-A2-2023-L un choix naturel pour :

Centres d'usinage CNC et machines de gravure— axes d'alimentation sur les petits centres d'usinage verticaux, les entraînements de table de toupie et les systèmes de découpe laser où le moteur doit s'insérer dans l'enveloppe structurelle de la machine tout en offrant une réponse dynamique cohérente sur toute la plage de déplacement.

Machines d'emballage à grande vitesse— des indexeurs de cartons, des entraînements de ligne de formage-remplissage-scellage et des mécanismes de transport de produits où le taux de cycle est la principale mesure de performance et où le moteur doit terminer son mouvement de positionnement proprement dans un laps de temps serré.

Robotique et systèmes de manutention— Entraînements articulés de robot SCARA, axes de portique cartésiens et entraînements de bras pick-and-place où la taille du cadre de 100 mm permet au moteur d'être intégré dans la structure du robot plutôt que monté à l'extérieur.

Assemblage de semi-conducteurs et d'électronique— des dispositifs de liaison de puces, des systèmes de montage de puces et des équipements de placement de circuits imprimés qui nécessitent un positionnement rapide, précis et reproductible d'outils légers.

Impression et conversion— les axes de contrôle d'enregistrement, les entraînements d'alimentation en bande et les axes de positionnement de la découpeuse-rembobineuse où la combinaison de la vitesse et de la capacité de synchronisation E-CAM réduit la dépendance à l'égard d'un contrôle de mouvement externe complexe.

Foire aux questions

Q1 : Quel est le modèle de moteur spécifique associé à l'ASD-A2-2023-L dans ce kit 3 000 tr/min / 6,37 N·m, et s'agit-il d'un moteur différent de la variante 2 000 tr/min / 9,55 N·m ?

Le moteur de ce kit 3 000 tr/min est leECMA-C11020RS— un châssis de 100 mm, à faible inertie, moteur de 2,0 kW. Il s'agit d'un moteur fondamentalement différent de l'ECMA-E11320RS utilisé dans le kit 2 000 tr/min / 9,55 N·m. Les deux moteurs partagent la même puissance nominale (2,0 kW) mais diffèrent par la taille du cadre (100 mm contre 130 mm), la classe d'inertie (faible contre moyenne-haute), la vitesse nominale (3 000 tr/min contre 2 000 tr/min) et le couple nominal (6,37 N·m contre 9,55 N·m). La relation entre couple et vitesse est régie par l’équation fondamentale de la puissance : la puissance est égale au couple multiplié par la vitesse angulaire. Les deux moteurs produisent 2 kW, mais le moteur de 3 000 tr/min atteint cette puissance grâce à une vitesse plus élevée et un couple plus faible, tandis que le moteur de 2 000 tr/min utilise une vitesse plus faible et un couple plus élevé. Le choix entre eux dépend du rapport de transmission mécanique, des caractéristiques de charge et des contraintes physiques d'installation de l'axe de machine spécifique.

Q2 : Le modèle de lecteur est ASD-A2-2023-L. Que signifient les différentes lettres de suffixe sur les variateurs ASD-A2-2023, et le suffixe affecte-t-il le moteur qui peut être associé au variateur ?

La partie numérique du modèle de lecteur –2023— spécifie la classe de puissance nominale du variateur (200 = 2,0 kW) et la classe de tension (3 = triphasé 220 V). Le suffixe de la lettre indique la variante de communication :

• -L— Variante standard avec RS-232 / RS-485 / USB (ce kit)
• -M— Ajoute la communication réseau haut débit DMCNET
• -E—Interface de communication EtherCAT
• -F— Variante entièrement fonctionnelle avec EtherCAT et prise en charge complète en boucle fermée via CN5

Le suffixe ne modifie pas les spécifications électriques du variateur, le courant nominal ou la liste des moteurs compatibles. Toutes les variantes ASD-A2-2023 sont associées aux mêmes moteurs de la série ECMA de 2,0 kW 220 V, y compris l'ECMA-C11020RS. Le choix du suffixe dépend du protocole de communication utilisé par le contrôleur hôte de la machine. Pour les machines contrôlées par un automate avec RS-485 ou un maître CANopen standard, la variante -L est entièrement performante. Si le contrôleur de mouvement de la machine communique via EtherCAT, la variante -E est requise.

Q3 : Quels composants supplémentaires sont nécessaires en plus du kit pour que l'axe d'asservissement soit pleinement opérationnel ?

Le kit fournit des câbles de moteur, d'entraînement et d'interconnexion. Une installation complète du panneau nécessite en outre unalimentation triphasée 200-230 V CAavec un disjoncteur de puissance appropriée (le manuel ASDA-A2 spécifie un disjoncteur de 20 A pour le modèle de 2,0 kW), unAlimentation de contrôle 24 V CCpour le circuit de commande du variateur, et unFaisceau de câblage CN1connecter les E/S de l'automate hôte aux entrées et sorties numériques du variateur. Pour les axes avec des charges à forte inertie ou des décélérations rapides fréquentes, unrésistance de freinage régénérativeconnecté aux bornes B1/B2 du variateur absorbe l'énergie restituée au bus DC lors du freinage du moteur. Le variateur dispose d'une résistance régénérative interne, mais les applications avec des charges à inertie élevée ou des temps de décélération courts peuvent dépasser sa capacité ; cela doit être évalué par rapport au cycle de service lors de la conception du système. UNfiltre anti-bruitsur l'alimentation d'entrée est également recommandé pour la conformité CEM dans les installations où les émissions conduites pourraient affecter d'autres équipements connectés à la même alimentation.

Q4 : Le moteur du kit n’a pas de frein de maintien. Quelles applications nécessitent la variante équipée de freins et quel modèle de moteur doit être spécifié à la place ?

La norme ECMA-C11020RS est la variante sans frein, avec joint d'huile et rainure de clavette désignée par leRSsuffixe. Un frein de maintien est requis sur tous les axes où la gravité pourrait provoquer le déplacement de la charge lorsque le servomoteur est hors tension : axes Z verticaux sur les centres d'usinage, bras de portique surélevés et tout mécanisme maintenu en position relevée pendant les pauses normales de fonctionnement. Le frein maintient l'arbre du moteur stationnaire lorsque le 24 V CC est coupé (conception du frein de mise hors tension), empêchant ainsi la chute incontrôlée de l'axe lors d'un arrêt d'urgence ou une perte de puissance. L'équivalent équipé de freins de l'ECMA-C11020RS conserve les mêmes spécifications de taille de cadre, de diamètre d'arbre, d'enroulement électrique et d'encodeur, mais ajoute environ 0,5 kg au poids du moteur et augmente l'inertie du rotor à 4,95 × 10⁻⁴ kg·m². Fondamentalement, le frein de maintien est conçu uniquement pour maintenir un arbre stationnaire. Il ne s'agit pas d'un frein de service et ne doit pas être utilisé pour décélérer un moteur en rotation, car cela use rapidement la garniture de frein et provoque une défaillance prématurée.

Q5 : Comment fonctionne le mode Registre de position (PR) de l'ASD-A2-2023-L et est-il pratique pour une machine sans contrôleur de mouvement haut de gamme ?

Le mode PR stocke jusqu'à64 profils de mouvementdirectement dans la mémoire interne du lecteur. Chaque profil spécifie une position cible, une vitesse de déplacement, un temps d'accélération, un temps de décélération, un temps de maintien et la condition de déclenchement pour le mouvement suivant. Un simple API, même sans instructions de contrôle de mouvement dédiées, peut déclencher une séquence de positionnement complète en basculant une seule sortie numérique câblée à l'entrée CN1 du variateur. Le variateur exécute le profil complet de manière autonome : accélère, se déplace vers la position, décélère, s'installe et signale l'achèvement à l'automate via une sortie numérique. Le logiciel ASDA-Soft permet de programmer graphiquement des profils sur un PC, puis de les télécharger sur le variateur et de les stocker de manière permanente. Pour les machines qui répètent un ensemble défini de mouvements – une table d'indexation rotative passant par des stations fixes, un axe d'alimentation en matériau se déplaçant sur des distances fixes ou un mécanisme d'insertion en plusieurs étapes – le mode PR est tout à fait pratique en tant qu'architecture de contrôle de mouvement principale, l'API gérant la logique du flux de travail (pièce présente, cycle terminé, gestion des défauts) plutôt que d'émettre des commandes de position en temps réel.

Le kit Delta ASD-A2-2023-L associe le servomoteur à faible inertie ECMA-C11020RS de 100 mm au variateur ASDA-A2 de 2,0 kW et à des câbles assortis de 3 m. Les valeurs de couple nominal sont des valeurs admissibles en continu à une température ambiante de 0 à 40 °C avec un dissipateur thermique approprié conformément aux directives d'installation de Delta. Attendez toujours le temps de décharge du bus CC (au minimum 10 minutes après la mise hors tension) avant de travailler sur le câblage ou les connecteurs du variateur.