Kiến thức
[Kiến thức cơ bản để lựa chọn động cơ]
Trang thông tin sản phẩm và kỹ thuật của SANYO DENKI
-
- Tìm kiếm từ miễn phí
Thiết bị sản xuất chất bán dẫn đòi hỏi độ chính xác định vị ở mức nanomet và khả năng phản hồi cao, do đó việc lựa chọn động cơ điều khiển là một trong những yếu tố quan trọng quyết định độ tin cậy và năng suất của thiết bị.
Việc lựa chọn động cơ tối ưu phù hợp với yêu cầu vận hành của từng quy trình là rất quan trọng để nâng cao năng suất và đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị.
Động cơ điều khiển không chỉ là các bộ phận truyền động; chúng còn đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển, hỗ trợ độ chính xác trong vận hành thiết bị.
Việc lựa chọn động cơ đòi hỏi khả năng đánh giá kỹ thuật cao, vì nhiều chỉ số hiệu suất như độ chính xác định vị, tốc độ phản hồi, độ nhỏ gọn, khả năng chống chịu môi trường và khả năng bảo trì đều ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản xuất của thiết bị.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ đưa ra những gợi ý để lựa chọn động cơ điều khiển thông qua các loại và đặc điểm của các động cơ điều khiển điển hình, các điểm lựa chọn dựa trên các thông số kỹ thuật yêu cầu cho từng quy trình và các ví dụ thực tế triển khai.
Có nhiều loại động cơ điều khiển được sử dụng trong thiết bị sản xuất chất bán dẫn, như thể hiện bên dưới. Điều quan trọng là phải hiểu đặc điểm của từng loại và lựa chọn động cơ tối ưu theo các thông số kỹ thuật yêu cầu cho từng quy trình.
Động cơ này có thể điều khiển vị trí, tốc độ và mô-men xoắn với độ chính xác cao. Hệ thống điều khiển vòng kín sử dụng bộ mã hóa độ phân giải cao giúp đạt được cả khả năng định vị chính xác cao và khả năng phản hồi nhanh nhạy.
Nó lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi điều khiển chính xác, chẳng hạn như các giai đoạn chuyển tiếp và cơ cấu căn chỉnh, và được sử dụng trong nhiều quy trình trong thiết bị sản xuất chất bán dẫn.
Mặt khác, chúng đắt hơn động cơ bước và hệ thống điều khiển của chúng phức tạp hơn một chút.
Đây là một động cơ điều khiển thực hiện chuyển động tuyến tính trực tiếp chứ không phải chuyển động quay.
Nó không cần cơ cấu chuyển đổi từ quay sang tuyến tính như vít me bi, và đạt được tốc độ hoạt động cao trên hành trình dài, độ chính xác cao, định vị nhạy bén và hoạt động ổn định trong phạm vi gia tốc cao. Với ít bộ phận hao mòn, nó cũng dễ bảo trì.
Động cơ điều khiển thường được sử dụng trong thiết bị sản xuất chất bán dẫn, đặc biệt là trong các quy trình đòi hỏi thao tác định vị tốc độ cao và độ chính xác cao.
Đây là một động cơ điều khiển có cấu trúc đơn giản sử dụng điều khiển vòng hở.
Chúng phù hợp cho các thao tác lặp đi lặp lại và các ứng dụng tải nhẹ, và hiệu quả cho các hoạt động ổn định như cung cấp khí đốt và điều khiển van. Chúng rẻ hơn động cơ servo và mang lại hiệu suất chi phí tuyệt vời. Tuy nhiên, chúng có các vấn đề như sai số định vị, bước lệch và rung động, và kém hơn động cơ servo về độ chính xác điều khiển.
Trong thiết bị sản xuất chất bán dẫn, chúng thường được sử dụng trong các quy trình như đóng mở cửa, những quy trình này diễn ra tương đối chậm và không yêu cầu chức năng cao cũng như độ chính xác định vị cao của động cơ servo.
Động cơ điều khiển này kết hợp các tính năng của động cơ servo và động cơ bước, với phương pháp điều khiển tự động chuyển từ điều khiển vòng kín trong quá trình quay sang điều khiển vòng hở khi dừng lại.
So với động cơ bước, chúng ít bị lỗi bước ngoài, có độ rung và tiếng ồn thấp hơn, đồng thời mang lại độ tin cậy và độ chính xác cao, trong khi vẫn đảm bảo hoạt động êm ái gần giống với động cơ servo. Ngoài ra, đối với các ứng dụng không yêu cầu chức năng và hiệu suất cao của động cơ servo, chúng cho phép xây dựng các hệ thống rẻ hơn.
Trong thiết bị sản xuất chất bán dẫn, động cơ điều khiển thường được sử dụng trong các quy trình cần cân bằng giữa hiệu suất hoạt động của động cơ servo và sự dễ sử dụng cũng như chi phí của động cơ bước.
| Loại động cơ | sự chính xác | Khả năng đáp ứng | Độ khó hệ thống | trị giá | Tần suất sử dụng |
|---|---|---|---|---|---|
| Động cơ servo | cao | cao | cao | cao | Nhiều |
| động cơ servo tuyến tính | Rất cao | Rất cao | cao | cao | Nhiều |
| động cơ bước | Trung bình | Trung bình | thấp | thấp | Bé nhỏ |
| Vòng kín Động cơ bước |
cao | cao | Trung bình | Trung bình | Trung bình |
| Loại động cơ | công lao | Điểm trừ |
|---|---|---|
| Động cơ servo |
|
|
| động cơ bước |
|
|
| Vòng kín Động cơ bước |
|
|
Thiết bị sản xuất chất bán dẫn đòi hỏi hệ thống điều khiển tiên tiến, và động cơ cần có hiệu suất khác so với động cơ trong máy móc công nghiệp thông thường.
Trong phần này, chúng ta sẽ tập trung vào động cơ servo và giải thích các điểm quan trọng về hiệu suất của các động cơ phù hợp với thiết bị sản xuất chất bán dẫn.
Khi lựa chọn động cơ servo cho thiết bị sản xuất bán dẫn, điều đầu tiên cần xem xét là đặc tính mô-men xoắn có thể truyền tải tải trọng của thiết bị một cách đáng tin cậy. Bên cạnh mô-men xoắn cực đại và mô-men xoắn liên tục, cũng cần xem xét liệu mô-men xoắn cực đại tức thời trong quá trình tăng tốc và giảm tốc có đủ hay không.
Độ chính xác điều khiển của động cơ servo bị ảnh hưởng rất lớn bởi độ phân giải và phương pháp phát hiện của bộ mã hóa. Các động cơ được trang bị bộ mã hóa độ phân giải cao thường được sử dụng trong các quy trình yêu cầu định vị đặc biệt chính xác.
Băng thông điều khiển của động cơ servo ảnh hưởng đến thời gian ổn định vị trí và đặc tính triệt tiêu rung động. Trong các ứng dụng yêu cầu chuyển động và dừng tốc độ cao lặp đi lặp lại, cần phải thực hiện một nghiên cứu toàn diện, bao gồm điều chỉnh độ lợi của hệ thống điều khiển và các biện pháp ngăn ngừa hiện tượng cộng hưởng trong cấu trúc thiết bị.
Thiết bị sản xuất chất bán dẫn thường yêu cầu lắp đặt nhiều trục trong không gian hạn chế. Nếu kích thước bên ngoài hoặc trọng lượng của động cơ lớn, nó sẽ gây ra những hạn chế đối với thiết kế tổng thể của thiết bị, vì vậy điều quan trọng là động cơ phải nhỏ và nhẹ.
Hệ thống servo không chỉ đơn thuần là một động cơ, mà còn được cấu hình phối hợp với bộ khuếch đại servo và thiết bị điều khiển cấp cao hơn. Do đó, khi lựa chọn động cơ, cần phải xem xét đến khả năng tương thích với các giao thức mạng (EtherCAT, EtherNet/IP, v.v.) và khả năng mở rộng với nhiều cảm biến và chức năng an toàn khác nhau.
Thiết bị sản xuất chất bán dẫn đòi hỏi hoạt động ổn định, độ chính xác cao, do đó độ rung và nhiệt lượng sinh ra từ động cơ có thể ảnh hưởng tiêu cực đến quy trình.
Hơn nữa, thiết bị sản xuất chất bán dẫn tiêu thụ một lượng điện năng lớn, do đó, cần có các động cơ tiết kiệm năng lượng cao để giảm thiểu tác động đến môi trường và đáp ứng mục tiêu phát triển bền vững.
Một số bộ khuếch đại servo được trang bị tiêu chuẩn các tính năng an toàn như điều khiển phanh và giới hạn mô-men xoắn. Từ góc độ tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn cho toàn bộ hệ thống, hãy kiểm tra các tính năng an toàn của động cơ và bộ khuếch đại và triển khai chúng nếu cần thiết.
Vì thiết bị sản xuất chất bán dẫn thường yêu cầu hoạt động liên tục 24/24 giờ, độ tin cậy cao của động cơ servo là rất quan trọng. Việc lựa chọn động cơ servo được thiết kế để hoạt động lâu dài, bao gồm cả hệ thống hỗ trợ của nhà sản xuất, là điều cần thiết.
SANYO DENKI cung cấp nhiều loại động cơ điều khiển để đáp ứng nhu cầu đa dạng của thiết bị sản xuất chất bán dẫn.
Hệ thống Servo AC này đạt được hiệu suất servo tiên tiến và tiết kiệm năng lượng.
Tần số đáp ứng tốc độ đã được tăng lên 3,5 kHz (cao hơn 1,6 lần so với mẫu trước đây của chúng tôi*), và các bộ mã hóa độ phân giải cao có sẵn từ tiêu chuẩn 23 bit (cao hơn 64 lần so với mẫu trước đây của chúng tôi*) đến tối đa 27 bit. Ngoài ra, thiết kế nhỏ gọn và nhẹ góp phần thu nhỏ thiết bị và tiết kiệm không gian.
*Sản phẩm trước đây của chúng tôi: Hệ thống servo AC SANMOTION R
Nó đạt được chuyển động tuyến tính tốc độ cao, độ chính xác cao, góp phần rút ngắn thời gian chu kỳ và nâng cao năng suất.
Động cơ servo tuyến tính không có các bộ phận tiếp xúc cơ học hoặc bị mài mòn như vít me bi, do đó chúng giảm tần suất bảo trì thiết bị.
Bên cạnh loại phẳng, dòng sản phẩm của chúng tôi còn bao gồm loại nam châm trung tâm có thể đơn giản hóa cấu trúc thiết bị bằng cách triệt tiêu lực hút từ bên trong động cơ, và động cơ servo tuyến tính loại kép gia tốc cao.
Đạt được mô-men xoắn cao, độ rung thấp và tiếng ồn thấp. Bằng cách xem xét và tối ưu hóa thiết kế các bộ phận, chúng tôi đã giảm đáng kể kích thước và trọng lượng, trong khi vẫn đạt được mô-men xoắn cao.
Dòng sản phẩm điều khiển bước "SANMOTION F" tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn sản phẩm quốc tế (như tiêu chuẩn UL) theo thông số kỹ thuật tiêu chuẩn. Dòng sản phẩm này rất đa dạng, và cũng có sẵn các động cơ bước truyền động tuyến tính. Có thể tùy chỉnh linh hoạt để đáp ứng các yêu cầu riêng của khách hàng, bao gồm khả năng tương thích với môi trường chân không, gia công trục và lắp đặt van điều tiết.
Trang chi tiết: Ví dụ về tùy chỉnh động cơ
Động cơ bước dễ sử dụng hơn động cơ servo và đáng tin cậy hơn động cơ servo, kết hợp những ưu điểm của cả hai loại động cơ.
Cảm biến định vị tự động chuyển đổi giữa điều khiển vòng kín trong quá trình quay và điều khiển vòng hở khi dừng lại.
Điều này giúp ngăn ngừa hiện tượng mất đồng bộ như ở động cơ bước, góp phần giảm rung động và cải thiện độ tin cậy của thiết bị.
Được giám sát bởi: Tập đoàn SANMOTION, Phòng Kinh doanh, CÔNG TY TNHH SANYO DENKI
Ngày phát hành:
Sản xuất đặt mục tiêu số 1 thế giới
Khả năng kỹ thuật cho phép tùy chỉnh nâng cao
sắp kỷ niệm 100 năm
mạng lưới toàn cầu
