Motori Brushless con Elettronica Integrata per applicazioni industriali, robotiche e meccatroniche
Servomotori Brushless Integrati per Automazione Industriale e Robotica ad Alte Prestazioni
Nell’ambito dell’Industria 4.0, le macchine industriali evolvono verso architetture distribuite, dove l’intelligenza non risiede più esclusivamente nel quadro elettrico, ma direttamente a bordo del motore. Questo approccio riduce cablaggi, ingombri e complessità di installazione, semplificando la progettazione di sistemi multiasse ad alta efficienza
I servomotori brushless con elettronica integrata rappresentano una soluzione concreta per OEM e System Integrator che desiderano realizzare macchine compatte, scalabili e integrate in architetture di automazione moderne.
In questo contesto, ELCAM S.p.A. propone la gamma iSMD, prodotta da Kinco, progettata per applicazioni industriali, robotiche e meccatroniche che richiedono prestazioni dinamiche elevate, compattezza e alimentazione in bassa tensione.
Superare i limiti del cablaggio tradizionale nel motion control
L’integrazione del drive nel corpo motore della serie iSMD elimina il collegamento tradizionale tra azionamento e motore, semplificando l’architettura elettrica e facilitando la progettazione di sistemi multiasse decentralizzati.
Questa soluzione è particolarmente vantaggiosa per macchine compatte e modulari, dove la decentralizzazione del motion control garantisce maggiore flessibilità e facilità di espansione o riconfigurazione.
L’ integrazione dell’elettronica (driver e controllo) direttamente nel corpo del motore comporta una serie di benefici significativi, che spaziano dalla semplificazione strutturale all’ottimizzazione delle prestazioni.
Ecco i principali vantaggi emersi:
1.Semplificazione del cablaggio e Installazione Rapida Uno dei benefici più immediati è la drastica riduzione dei collegamenti necessari. I servomotori con elettronica integrata permettono di eliminare i cavi di potenza e i cavi dell’encoder che normalmente collegano il motore all’azionamento separato. Questo porta a un’installazione molto più rapida e a un cablaggio generale semplificato, riducendo il rischio di errori di connessione e i tempi di messa in servizio.
2.Risparmio di Spazio e Riduzione dei Costi L’architettura integrata offre un notevole risparmio in termini di ingombri e costi:
- Riduzione spazio nel quadro: Poiché l’azionamento è a bordo motore, si libera spazio prezioso all’interno del quadro elettrico.
- Compattezza: Si ottiene una soluzione completa e compatta, ideale per macchine che richiedono ingombri ridotti.
- Economicità: Questi sistemi offrono il “massimo potenziale di risparmio” riducendo i costi complessivi del sistema (meno cavi, quadri più piccoli).
3.Affidabilità e Robustezza in Ambienti Ostili Nonostante l’elettronica sia montata direttamente sul motore, questi sistemi sono progettati per essere robusti:
- Offrono eccellenti risultati di affidabilità anche in ambienti gravosi, con elevata resistenza agli urti e alle vibrazioni.
- Molti modelli vantano un livello di protezione elevato per operare in ambienti industriali difficili (es. IP65, IP55, IP20, ecc.). IP65/IP67. Questa classificazione garantisce che il motore e l’elettronica siano protetti dalla polvere e dai getti d’acqua, rendendoli adatti ad applicazioni gravose. I motori con questo grado di protezione offrono anche un’elevata resistenza a urti e vibrazioni.
- La gestione termica è ottimizzata per ridurre il surriscaldamento.
4.Efficienza e Prestazioni L’integrazione contribuisce anche all’efficienza operativa:
- Garantiscono un funzionamento silenzioso e richiedono bassa manutenzione (grazie all’assenza di spazzole nei modelli brushless).
- Offrono una maggiore efficienza energetica con minori consumi operativi.
- Includono spesso funzionalità di sicurezza standard, come la funzione STO (Safe Torque Off).
Gamma iSMD di Kinco proposta da Elcam: caratteristiche tecniche e configurazioni disponibili
La serie iSMD è costituita da servomotori brushless a controllo sinusoidale con elettronica integrata, sviluppati per applicazioni industriali alimentate in bassa tensione. L’integrazione tra motore, drive, encoder assoluto e, opzionalmente, freno di stazionamento, consente una soluzione all-in-one estremamente compatta.
La gamma copre potenze nominali da 100 W a 750 W, con alimentazione 24–60 VDC, e offre diverse taglie meccaniche con flange da 40 × 40 mm, 60 × 60 mm e 80 × 80 mm. La capacità di sovraccarico può raggiungere fino a tre volte la coppia nominale.
La serie è disponibile in due versioni:
- IP20 con morsettiere a vite, ideale per installazione in quadro elettrico.
- IP65 con connettori circolari industriali, per montaggio diretto a bordo macchina.
Prestazioni dinamiche e controllo preciso
I servomotori della serie iSMD offrono prestazioni dinamiche elevate grazie al controllo digitale ad alta frequenza integrato nel drive. L’anello di posizione opera a 8 kHz, mentre l’anello di velocità raggiunge 16 kHz, garantendo tempi di risposta rapidi, stabilità e movimenti fluidi anche in profili dinamici complessi.
La serie supporta tutte le modalità di controllo previste dalla norma CIA principali:
- Profile Position (PP),
- PVT (Position Velocity Time)
- Cyclic Synchronous Position (CSP), Cyclic Synchronous Velocity (CSV) e Homing (HM).
Connettività avanzata e integrazione in sistemi Industry 4.0
I servomotori iSMD sono progettati per integrarsi facilmente nelle moderne architetture di automazione industriale e nei sistemi multiasse, grazie al supporto ai principali bus di comunicazione industriale.
La gamma supporta nativamente:
- EtherCAT CoE (CiA402), per applicazioni in tempo reale ad alta velocità.
- CANopen DS402, una soluzione robusta e affidabile per sistemi multiasse;
- Modbus RTU, per integrazione in impianti consolidati o retrofit.
Questa connettività versatile consente di sincronizzare più assi con precisione, riducendo i cablaggi e la complessità elettriche, e facilita la creazione di architetture decentralizzate, in linea con i principi dell’ Industria 4.0.
La parametrizzazione e il tuning avvengono tramite porta USB-C nativa, utilizzando il software dedicato, senza necessità di strumenti aggiuntivi complessi. Questo permette a OEM e system integrator di configurare rapidamente i motori, anche durante manutenzione programmata.
Grazie a queste caratteristiche, la serie iSMD garantisce integrazione immediata e sicura, permettendo lo sviluppo di macchine compatte, modulari e intelligenti, pronte per affrontare le sfide dell’automazione industriale avanzata, con tempi di configurazione e messa in servizio significativamente ridotti.
Sicurezza e protezioni integrate
La serie iSMD pone la sicurezza operativa al centro della progettazione, offrendo opzioni flessibili per diverse esigenze applicative. I motori possono essere forniti con ingressi di sicurezza STO (Safe Torque Off), garantendo protezione in applicazioni critiche, oppure in versione “light” senza STO per macchine meno vincolate da requisiti normativi specifici.
Oltre alla protezione funzionale, i sistemi integrati proposte da Elcam includono controlli elettronici avanzati contro situazioni di rischio come:
- sovratensione e sottotensione,
- sovratemperatura del motore e del drive,
- cortocircuito motore e sovravelocità.
Queste protezioni aumentano affidabilità e continuità operativa, riducendo interventi di manutenzione straordinaria.
La gamma è disponibile in due versioni costruttive per adattarsi alle diverse configurazioni impiantistiche:
Questa combinazione di sicurezza integrata, protezioni elettroniche avanzate e design modulare rende i servomotori iSMD una soluzione ideale per applicazioni industriali, robotiche e meccatroniche, garantendo operatività sicura e affidabile anche nei contesti più esigenti.
Applicazioni industriali: robotica, multiasse e automazione
La gamma iSMD è progettata per rispondere alle esigenze dei principali settori industriali, dove compattezza, precisione e affidabilità sono requisiti fondamentali.
Grazie all’alimentazione in bassa tensione (24–60 VDC), al grado di protezione fino a IP65 e all’elevata densità di integrazione, questi servomotori trovano applicazione ideale in molteplici scenari:
- Robotica mobile (AGV/AMR): riduzione dei cablaggi e il peso contenuto migliorano l’autonomia delle batterie e la gestione dei percorsi, consentendo movimenti fluidi e sicuri in ambienti complessi;
- Sistemi di packaging e etichettatura: i servomotori iSMD garantiscono precisione e affidabilità in macchine modulari che richiedono frequenti cambi formato e cicli di lavoro rapidi;
- Lavorazione del legno e taglio automatico: le versioni IP65 assicurano robustezza e protezione contro polvere, trucioli e residui, mantenendo alte prestazioni anche in ambienti gravosi;
- Automazione medicale: silenziosità, miniaturizzazione e precisione dei movimenti dei servomotori iSMD, sono caratteristiche essenziali per dispositivi che richiedono controllo accurato e affidabile.
Inoltre, la decentralizzazione dell’elettronica semplifica la gestione dei sistemi multiasse, riducendo tempi di installazione e complessità elettrica. Questa flessibilità rende la serie iSMD una soluzione strategica per OEM e system integrator, permettendo lo sviluppo di macchine compatte, modulari e ad alte prestazioni, perfettamente in linea con i requisiti dell’ Industria 4.0.
Vantaggi concreti per OEM e system integrator nell’ adozione della gamma iSMD
L’adozione della serie iSMD offre numerosi vantaggi concreti per OEM e system integrator, contribuendo a ridurre il Total Cost of Ownership (TCO) e semplificando tutte le fasi di progettazione, installazione e manutenzione.
- Riduzione dei tempi di assemblaggio: l’integrazione di motore e drive elimina cavi e componenti intermedi, riducendo fino al 60% i tempi di cablaggio e messa in servizio. Questo permette di accelerare il time-to-market dei progetti e di aumentare l’efficienza delle linee produttive.
- Affidabilità superiore: meno punti di guasto, grazie a cablaggi e connettori ridotti, garantendo continuità operativa e riducendo il rischio di fermi macchina.
- Manutenzione semplificata: diagnostica avanzata via bus di campo e parametrizzazione tramite USB-C consentono interventi rapidi e, se necessario, anche da remoto.Questo facilita il monitoraggio delle prestazioni e la prevenzione di eventuali malfunzionamenti.
- Ottimizzazione dei sistemi multiasse: la compattezza e la modularità dei servomotori iSMD consentono di realizzare macchine più leggere, performanti e facili da integrare, garantendo movimenti sincronizzati e precisi in applicazioni complesse.
Questi fattori rendono la serie iSMD una soluzione ideale per i costruttori di macchine e per i system integrator, permettendo di progettare impianti compatti, performanti e affidabili, pienamente allineati ai requisiti della moderna Industria
4.0.
Posizionamento strategico nel mercato dell’automazione
La combinazione di compattezza, prestazioni dinamiche elevate, sicurezza integrata e connettività avanzata permette di realizzare macchine più intelligenti, modulari e affidabili.
Questa gamma consente a OEM e system integrator di affrontare con successo le sfide dell’Industria 4.0. Permette di sviluppare macchine che riducono cablaggi, ingombri e complessità di integrazione, senza compromettere l’efficienza operativa e la continuità produttiva.
Con la serie iSMD, l’evoluzione del motion control verso la decentralizzazione diventa una realtà concreta, affidabile e performante.
Domande - FAQ
Sì, la serie iSMD supporta EtherCAT CoE (CiA402), garantendo piena compatibilità con i master più diffusi e permettendo un’integrazione immediata nei sistemi multiasse ad alta velocità.
- Sì, per memorizzare la posizione multigiro a motore spento è necessario fornire alimentazione esterna all’encoder, come indicato nelle specifiche tecniche.
La porta USB-C nativa consente la parametrizzazione e il tuning del motore tramite il software dedicato fornito a corredo, senza necessità di convertitori o strumenti complessi, velocizzando la configurazione e la messa in servizio.
Tutte le modalità standard CiA sono implementate, comprese:
- PP (Profile Positioning),
- PVT (Position Velocity Time),
- CSP (Cyclic Synchronous Position),
- CSV (Cyclic Synchronous Velocity)
- HM (Homing)
Queste funzionalità garantiscono un controllo sincronizzato e preciso dei sistemi multiasse e un’elevata reattività nei movimenti complessi.
Ultimi Post
- Tutti
- Automazione Industriale
Drive Multiasse All-in-One e Servodrive Modulare Book-Type per Motori Brushless
Elcam guarda al futuro dell’automazione con Tsino Dynatron Electrical Technology. Una nuova sinergia per l’automazione industriale avanzata
L’Evoluzione del Motion Control: stepper e servomotori con Elettronica Integrata