Yaskawa SGD7S vs SGD7W: Wybór między jednokanałowym a dwukanałowym serwonapędem

Zawartość

1. Czym właściwie różni się SGD7S od SGD7W?
2. Obok siebie: zakres mocy, sieć, wielkość
3. Co łączy oba dyski (cechy rodziny Sigma-7)
4. Czy SGD7W rzeczywiście oszczędza pieniądze?
5. Gdzie każdy pasuje do prawdziwych maszyn
6. Podejmowanie decyzji w 5 krokach
7. Typowe odniesienia do modeli

Litera S w SGD7S oznacza jednoosiową: jeden wzmacniacz, jeden silnik. Litera W oznacza „podwójny” — dwa silniki napędzane z jednej obudowy. Obydwa współpracują z tymi samymi rodzinami silników Sigma-7 (SGM7J, SGM7A, SGM7P, SGM7G), a proces uruchamiania w SigmaWin+ jest zasadniczo taki sam dla obu napędów.

Konstrukcja dwuosiowa to nie tylko funkcja marketingowa. Własny opis produktu firmy Yaskawa dotyczący SGD7W EtherCAT stwierdza to bezpośrednio: możliwość pracy w dwóch osiach „zmniejsza koszty systemu, zmniejsza liczbę komponentów i oszczędza miejsce na panelu”. Ten ostatni punkt jest tym, który większość inżynierów odczuwa jako pierwszy. Połowa złączy na przodzie. Mniej szyny DIN. Jedno połączenie autobusowe zasilające dwie osie zamiast dwóch oddzielnych przebiegów.

Czy SGD7W to tylko dwie jednostki SGD7S wklejone w jedno pudełko?

To przydatna intuicja, ale nie do końca słuszna. Każda oś SGD7W ma swój własny stopień wyjściowy mocy, własne wejście sprzężenia zwrotnego enkodera i własny obwód hamulca dynamicznego. Z punktu widzenia sterownika obie osie wyglądają na w pełni niezależne — jedną można uruchomić w trybie pozycjonowania, a drugą w trybie momentu obrotowego, jeśli aplikacja tego wymaga.

To, co jest wspólne wewnątrz obudowy: interfejs komunikacji sieciowej (jeden port EtherCAT lub MECHATROLINK-III obsługuje obie osie), główna szyna DC, wentylator chłodzący i cyfrowy blok we/wy. To współdzielenie zapewnia oszczędność miejsca na panelu – a także ogranicza zakres mocy na oś niższy niż w przypadku SGD7S. Pojedyncza obudowa może rozproszyć tylko tyle ciepła, zanim konstrukcja zacznie zagrażać niezawodności.

Konwencja numerów modeli jest taka sama w przypadku obu dysków. Po przedrostku SGD7S lub SGD7W kolejne trzy cyfry kodują prąd znamionowy – a prąd ten odpowiada określonej mocy silnika. Poniższe pary pochodzą bezpośrednio ze standardowych tabel kombinacji firmy Yaskawa.

Model SGD7S	Pojemność silnika	Woltaż	Model SGD7W	Wydajność na oś
SGD7S-R70A	50 W	200 V jedno/3-fazowe	SGD7W-1R6A	200 W
SGD7S-R90A	100 W	200 V jedno/3-fazowe	SGD7W-2R8A	400 W
SGD7S-1R6A	200 W	200 V jedno/3-fazowe	SGD7W-5R5A	750 W
SGD7S-2R8A	400 W	200 V jedno/3-fazowe	SGD7W-7R6A	1,0 kW
SGD7S-5R5A	750 W	200 V jedno/3-fazowe	SGD7W-2R6D	750 W (klasa 400 V)
SGD7S-7R6A	1,0 kW	200 V, 3-fazowe	—	—
SGD7S-120A	1,5 kW	200 V, 3-fazowe	—	(SGD7W osiąga maksymalnie 1,5 kW na oś)
SGD7S-180A	2,0 kW	200 V, 3-fazowe	—	—
SGD7S-200A	3,0 kW	200 V, 3-fazowe	—	—
SGD7S-330A	5,0 kW	200 V, 3-fazowe	—	—
SGD7S-470A	6,0 kW	200 V, 3-fazowe	—	—
SGD7S-550A	7,5 kW	200 V, 3-fazowe	—	—
SGD7S-590A	11 kW	200 V, 3-fazowe	—	—
SGD7S-780A	15 kW	200 V, 3-fazowe	—	—

Jeśli jakakolwiek oś w Twojej maszynie przekracza 1,5 kW, SGD7W nie wchodzi w grę w przypadku tej osi — będziesz potrzebować SGD7S niezależnie od tego, jak wyglądają pozostałe osie.

SGD7S ma szerszy katalog. Yaskawa oferuje go z MECHATROLINK-III, EtherCAT (w tym wariant z FSoE zapewniającym bezpieczeństwo przez EtherCAT), analogowym/impulsowym dla starszych sterowników oraz zintegrowanymi wersjami Sigma-7Siec i MP2600iec do samodzielnego sterowania ruchem bez oddzielnego sterownika PLC. SGD7W jest oferowany wyłącznie w MECHATROLINK-III i EtherCAT — dwóch sieciach, które prawidłowo obsługują synchronizację wieloosiową.

To rozróżnienie ma większe znaczenie, niż się wydaje. Jeśli standaryzujesz technologię EtherCAT dla nowej linii, oba dyski będą pasować bezproblemowo. Jeśli jednak Twój istniejący system wykorzystuje analogowe sygnały poleceń ze starszego kontrolera ruchu – na przykład CNC z wyjściami ±10 V – wariant SGD7S Analog jest jedyną opcją w ofercie Sigma-7.

Sporo. Platforma Sigma-7 stanowiła krok naprzód w stosunku do Sigma-V, a podstawowa technologia sterowania jest identyczna w modelach SGD7S i SGD7W. Funkcje przedstawione w poniższej tabeli są wspólne — wybranie jednego napędu zamiast drugiego nie zmienia możliwości pętli sterującej dla każdej osi.

Funkcja	Co to oznacza w praktyce
Pasmo pętli prędkości 3,1 kHz	Wiodąca w branży reakcja. Czas ustalania ruchów pozycjonujących jest zauważalnie krótszy niż w przypadku Sigma-V czy konkurencyjnych napędów tej samej klasy.
Tryb bez tuningu	Gotowe do użycia stabilne sterowanie bez ręcznej regulacji wzmocnienia. Działa dobrze w przypadku standardowych sztywnych ładunków. Oszczędza rzeczywiste godziny podczas uruchamiania.
Automatyczne dostrajanie z adaptacją bezwładności	Utrzymuje dokładność strojenia przy zmianach bezwładności do 30:1. Te same parametry działają niezależnie od tego, czy oś jest obciążona, czy nie.
24-bitowy koder absolutny	Ponad 16 milionów zliczeń na obrót. Eliminuje samonaprowadzanie po włączeniu zasilania i zapewnia płynną pracę przy niskich prędkościach.
Tłumienie wibracji	Aktywne filtry kompensują rezonans maszyny, tarcie i tętnienia momentu obrotowego. Szczególnie przydatne w przypadku ładunków napędzanych paskiem lub przekładnią.
Bezpieczeństwo IEC 61508 SIL3	Funkcja bezpiecznego wyłączania momentu i inne funkcje bezpieczeństwa certyfikowane zgodnie z SIL3 / PLe — brak zewnętrznych przekaźników bezpieczeństwa dla STO.
Kompatybilność wsteczna	Silniki Sigma-7 współpracują z napędami Sigma-V i odwrotnie w przypadku migracji. Większość użytkowników najpierw wymienia napęd, a później silniki.

Praktyczny wniosek: parametry wydajności, na których naprawdę Ci zależy – przepustowość, dokładność, czas ustalania – są takie same dla każdej osi w modelach SGD7S i SGD7W. Wybierz na podstawie liczby osi, zakresu mocy i układu paneli, a nie na podstawie oczekiwań, że jeden będzie lepszy od drugiego.

Cena jednostkowa nie jest właściwym porównaniem. Wybierając SGD7W, tak naprawdę kupujesz powierzchnię panelu, czas okablowania i prostotę uruchomienia. Aby to rozbić:

Szerokość panelu. Dwie jednostki SGD7S umieszczone obok siebie zajmują zwykle o 30–50 mm więcej miejsca w poziomie niż jedna jednostka SGD7W. Na obciążonym panelu wieloosiowym to się sumuje — czasami wystarczy, aby zmniejszyć rozmiar obudowy.

Węzły sieciowe. Każdy SGD7S zajmuje jeden węzeł EtherCAT lub MECHATROLINK-III. SGD7W zajmuje jeden węzeł dla dwóch osi. Na maszynie 16-osiowej potrzeba o 8 węzłów mniej do adresowania, konfigurowania i diagnozowania w przypadku usterki.

Okablowanie zasilania. Jedno główne połączenie magistrali i jedno uziemienie na każdy SGD7W zamiast dwóch. Pomnóż przez liczbę osi, a zaoszczędzona praca związana z wypełnieniem i zakończeniem przewodów stanie się znacząca.

Rozpraszanie ciepła. Jeden wentylator, jeden radiator. Zarządzanie ciepłem jednego SGD7W jest bardziej efektywne niż dwie równoważne jednostki SGD7S pracujące obok siebie.

Ceny katalogowe różnią się w zależności od regionu i konfiguracji, ale jako przybliżony punkt odniesienia w stosunku do cen dystrybutorów w USA: SGD7W-2R6D30B (dwuosiowy, 750 W na oś, klasa 400 V, MECHATROLINK-III) kosztuje około 2849 dolarów. Dwie równoważne jednostki SGD7S o tej samej wartości znamionowej na oś zwykle kosztują od 1,4 do 1,6 razy więcej niż cena SGD7W – i to bez uwzględnienia dodatkowego okablowania, miejsca na panelu i licencji na węzły po stronie kontrolera.

Zastrzeżenie: Ekonomika sprawdza się tylko wtedy, gdy faktycznie potrzebujesz dwóch osi w podobnym zakresie mocy i podobnym cyklu pracy. Jeśli tylko jedna z dwóch sparowanych osi pracuje pod jakimkolwiek znaczącym obciążeniem, drugi kanał SGD7W to zmarnowana moc, za którą zapłaciłeś.

Aplikacja	Zalecany dysk	Rozumowanie
Stół indeksujący jednoosiowy	SGD7S	Tylko jeden silnik; żadnych korzyści ze wzmacniacza dwuosiowego
Pick-and-place na suwnicy XY (podobny udźwig)	SGD7W	Dwie osie, podobna moc, obie pracują w sposób ciągły – podręcznikowo
Robot SCARA (4 osie, zróżnicowana moc)	Mieszać	SGD7W dla lżejszych osi nadgarstków, SGD7S dla większej podstawy/ramion
Stół obrotowy na CNC (pojedyncza oś dużej mocy)	SGD7S	Prawdopodobnie powyżej 1,5 kW; poza zakresem SGD7W
Głowica wiertarska PCB (stolik XY)	SGD7W	Obie osie w zakresie 200–750 W; Przestrzeń panelu ma krytyczne znaczenie
Wielostanowiskowa maszyna pakująca (8 osi)	SGD7W × 4	Zmniejsza o połowę liczbę wzmacniaczy; zmniejsza przestrzeń adresową sieci
Prasa podajnikowa (serwoprasa + indeksator)	Mieszać	Oś prasy często >3 kW (SGD7S); indeksator w zakresie SGD7W
Robot do obsługi płytek półprzewodnikowych	SGD7W	Wiele osi mocy o niskiej i średniej mocy; Powierzchnia panelu w pomieszczeniu czystym w cenie premium
Kontrola napięcia wstęgi na powlekarce	SGD7S	Pojedyncza oś napięcia, często większa moc; Łatwiejsza integracja poleceń analogowych
Robot Delta (3 równoległe ramiona)	SGD7W + SGD7S	Dwa ramiona sparowane w SGD7W, trzecie w SGD7S — lub trzy SGD7S, jeśli moc przekracza podwójny zakres

Nie bardzo. Mają wspólny interfejs sieciowy, oprogramowanie uruchamiające i strukturę parametrów. Z punktu widzenia kontrolera SGD7W wygląda jak dwa węzły podrzędne z adresami sekwencyjnymi — można więc przeplatać SGD7S i SGD7W w tej samej sieci EtherCAT lub MECHATROLINK-III bez żadnych specjalnych działań.

Na co należy zwrócić uwagę: dokumentacja i części zamienne. Jeśli w zakładzie masz dziesięć maszyn, a trzy z nich używają kombinacji, a siedem używa tylko SGD7S, zapas części zamiennych musi obejmować obydwa, a zespół konserwacyjny musi znać różnice w okablowaniu. Niektórzy użytkownicy końcowi wolą z tego powodu standaryzację jednego lub drugiego — nawet jeśli dwuosiowość technicznie pozwoliłaby zaoszczędzić pieniądze w danej wersji.

Pięć pytań w tej kolejności. Nie przechodź do przodu – każdy krok zamyka możliwości następnego.

Numer modelu	Typ	Opis
SGD7S-R70A30A	Jednoosiowa	50 W, klasa 200 V, MECHATROLINK-III, 0,66 A ciągły
SGD7S-1R6A20A	Jednoosiowa	200 W, klasa 200 V, EtherCAT, obsługa 24-bitowego enkodera absolutnego
SGD7S-2R8A20A	Jednoosiowa	400 W, klasa 200 V, EtherCAT, obciążenie znamionowe 2,8 A
SGD7S-7R6A00A	Jednoosiowa	1,0 kW, klasa 200 V, MECHATROLINK-III
SGD7S-180A00A	Jednoosiowa	2,0 kW, 200 V, 3-fazowe, MECHATROLINK-III
SGD7S-330A00A	Jednoosiowa	5,0 kW, 200 V, 3-fazowe
SGD7S-780A00A	Jednoosiowa	15 kW, 200 V, 3-fazowe — najwyższa wersja serii SGD7S
SGD7W-1R6A20A	Dwuosiowy	200 W na oś, klasa 200 V, EtherCAT
SGD7W-2R8A20A	Dwuosiowy	400 W na oś, klasa 200 V, EtherCAT
SGD7W-5R5A20A	Dwuosiowy	750 W na oś, klasa 200 V, EtherCAT
SGD7W-7R6A20A	Dwuosiowy	1,0 kW na oś, klasa 200 V, EtherCAT
SGD7W-2R6D30B	Dwuosiowy	750 W na oś, klasa 400 V, MECHATROLINK-III