Introduzione
L'automazione industriale è guidata da servomotori, attuatori precisi e a risposta rapida che guidano bracci robotici, macchine utensili CNC e linee di confezionamento avanzate.il suo statore, devono essere fabbricati con estrema fedeltà per ottenere una bassa coppia di ingranaggio, una elevata densità di coppia e perdite termiche minime.Una macchina di avvolgimento statore dedicata per la produzione di servomotori non è solo un pezzo di attrezzaturaQuesto articolo esamina la complessa relazione tra la tecnologia di avvolgimento dello statore e l'eccellenza del servomotore.e perché i principali produttori investono molto in soluzioni di avvolgimento all'avanguardia.
I servomotori sono in genere motori sincronici a magneti permanenti (PMSM) con una configurazione di avvolgimento concentrato a fessure frazionate (FSCW).Questa progettazione offre un'elevata densità di coppia e una breve lunghezza di avvolgimentoOgni dente dello statore segmentato deve essere avvolto con la stessa tensione, disposizione di strati e numero di giri.Qualsiasi deviazione introduce un' attrazione magnetica asimmetrica.Una macchina di avvolgimento a statore di grado servo deve quindi fornire un avvolgimento ripetibile con precisione sotto-torno.
L'avvolgimento dell'ago è il metodo dominante per gli statori servo perché le bobine sono avvolte direttamente sui denti isolati attraverso lo stretto foro dello statore.che guida il filo smaltato,, esegue un percorso complesso a più assi: si estende nella fessura, si muove lateralmente per agganciare il filo attorno all'estremità del dente e si ritira mentre ruota per posizionare il filo in strati.Il sistema di controllo del movimento della macchina svolge un ruolo fondamentaleMotori lineari ad alta risoluzione e assi rotanti a trazione diretta, sincronizzati a velocità di kilohertz, mantengono il percorso dell'ago entro una tolleranza di pochi micrometri.Un software avanzato compensa la deviazione dell'ago dovuta alla tensione del filo, assicurando che il filo si posizioni esattamente nell'area di apertura designata senza toccare eccessivamente la carta isolante.
Molti produttori di servomotori adottano una progettazione di statore segmentato, in cui i singoli denti vengono avvolti separatamente e quindi assemblati in un nucleo circolare.Questo approccio consente un fattore di riempimento delle fessure molto più elevato perché l'ago ha accesso aperto a tutto il denteUna macchina di avvolgimento a statore per nuclei segmentati è in genere dotata di una tabella di indicizzazione che presenta ogni dente all'ago di avvolgimento.il dente viene trasferito in una stazione di assemblaggioLe connessioni della bobina vengono quindi effettuate mediante fusione, saldatura o premitura terminale.creando un flusso di produzione senza soluzione di continuità dalla laminazione nuda a un segmento completamente arrotolato e terminato.
Il vantaggio di un alto riempimento delle fessure, spesso superiore al 65% nei servostatori segmentati, è una drammatica riduzione della resistenza all'avvolgimento e un corrispondente aumento della capacità di coppia continua del motore..Ad esempio, un servomotore utilizzato in un giunto robotico deve fornire una coppia elevata in uno spazio ristretto.Ogni punto percentuale di guadagno nella riempimento slot si traduce direttamente in più coppia per la stessa dimensione del telaio del motoreLa macchina di avvolgimento dello statore che riesce costantemente a raggiungere questo obiettivo mentre gestisce delicate condizioni.Il filo da 5 mm ad alta velocità è una meraviglia dell' ingegneria meccatronica.
I servomotori negli ambienti industriali spesso funzionano da azionamenti che si alternano ad alte frequenze, sottoponendo l'isolamento di avvolgimento a forti transienti di tensione.dove i fili si incrociano a vicenda in modo caotico, creano punti di elevata sollecitazione elettrica che possono portare a scariche parziali e alla rottura dell'isolamento.minimizzare il potenziale di tensione tra le curve adiacentiAlcune macchine sono dotate di sistemi di visione che ispezionano in tempo reale il modello di avvolgimento, respingendo qualsiasi statore che mostri un crossover di curva o un gap.Questo cancello di qualità è essenziale per le applicazioni in cui un inadeguato guasto del motore potrebbe interrompere l'intera linea di produzione.
Nonostante la necessità di precisione, la produzione di servomotori comporta spesso frequenti cambi di modello.Le moderne macchine di avvolgimento dello statore si occupano di questo tramite il controllo basato su ricette e strumenti di cambio rapido per diverse geometrie dentaliL'operatore seleziona semplicemente un programma sull'HMI, sostituisce la guida di avvolgimento e la pinza dentale, e la macchina regola automaticamente tutti i profili di movimento e le impostazioni di tensione.Questa flessibilità consente a una singola macchina di produrre una famiglia di servomotori da 50 W a diversi kilowatt, riducendo drasticamente le spese di capitale.
Il servomotore industriale si basa interamente sulla bobina dello statore per la sua base elettromagnetica.tensione corretta, e posizionato con competenza, con conseguente motore con ingranaggio zero, densità di coppia massima e robusta integrità di isolamento.,La macchina di avvolgimento continuerà ad essere il fulcro della qualità e delle prestazioni del servomotore.
