Servo sistemler elektromekanik ürünlerin ayrılmaz bir parçasıdır ve en yüksek düzeyde dinamik tepki ve tork yoğunluğu sağlar. Bu nedenle, tahrik sistemi geliştirmedeki eğilim, geleneksel hidrolik, DC, step ve AC değişken hızlı sürücüleri AC servo sürücülerle değiştirmektir. Bu geçiş, sistem performansını daha kısa [...] dahil olmak üzere yeni bir seviyeye yükseltmeyi amaçlamaktadır.
Servo sistemler, elektromekanik ürünlerin ayrılmaz bir parçasıdır ve en üst düzeyde dinamik tepki ve tork yoğunluğu sağlar.
Bu nedenle, tahrik sistemi geliştirmedeki eğilim, geleneksel hidrolik, DC, step ve AC değişken hızlı sürücüleri AC servo sürücülerle değiştirmektir.
Bu geçiş, daha kısa döngüler, daha yüksek üretkenlik, gelişmiş güvenilirlik ve daha uzun kullanım ömrü dahil olmak üzere sistem performansını yeni bir seviyeye yükseltmeyi amaçlamaktadır.
Servo motorların performansını en üst düzeye çıkarmak için, bazı benzersiz kullanım özelliklerini anlamak çok önemlidir.
Müşteriler, belirli makinelerde servo motorlar kullanırken genellikle aşırı gürültü ve dengesiz çalışma ile karşılaşırlar. Bu sorunlar ortaya çıktığında, birçok kullanıcının ilk tepkisi servo motorun kalitesini sorgulamak olur.
Bunun nedeni, yükü tahrik etmek için step motorlara veya değişken frekanslı motorlara geçtiklerinde, gürültü ve kararsızlığın genellikle önemli ölçüde azalmasıdır.
İlk bakışta, gerçekten de servo motorla ilgili bir sorun var gibi görünüyor.
Ancak servo motorun çalışma prensibinin dikkatli bir analizi, bu sonucun tamamen yanlış olduğunu ortaya koymaktadır.
AC servo sistemi bir servo sürücü, bir servo motor ve bir geri besleme sensöründen oluşur (genellikle servo motor bir optik kodlayıcı ile birlikte gelir).
Tüm bu bileşenler kapalı döngü bir kontrol sistemi içinde çalışır: sürücü dışarıdan parametre bilgilerini alır, ardından motora belirli bir akım gönderir ve bu akımı yükü sürmek için torka dönüştürür.
Yük, özelliklerine bağlı olarak eylemler gerçekleştirir veya hızlanır/yavaşlar.
Sensör yükün konumunu ölçerek tahrik cihazının ayarlanan bilgi değerini gerçek konum değeriyle karşılaştırmasını sağlar. Ardından, gerçek konum değerini ayarlanan bilgi değeriyle tutarlı tutmak için motor akımını ayarlar.
Ani bir yük değişimi bir hız değişimine neden olduğunda, enkoder bu hız değişimini derhal servo sürücüye iletecektir.
Sürücü daha sonra yük değişimini karşılamak ve önceden ayarlanmış hıza dönmek için servo motora sağlanan akımı değiştirir.
AC servo sistemi, yük dalgalanması ve hız düzeltmesi arasındaki tepki süresi gecikmesinin çok hızlı olduğu, oldukça duyarlı bir kapalı döngü sistemidir. Bu noktada, sistem yanıtı üzerindeki ana sınırlama mekanik bağlantı cihazının iletim süresidir.
Basit bir örnek vermek gerekirse: sabit hızlı, yüksek ataletli bir yükü V kayışı üzerinden sürmek için servo motor kullanan bir makine düşünün. Tüm sistemin sabit bir hızı ve hızlı tepki özelliklerini koruması gerekir. Çalışma sürecini analiz edelim.
Sürücü motora akım verdiğinde, motor hemen tork üretir. Başlangıçta, V kayışının esnekliği nedeniyle yük motor kadar hızlı ivmelenmez.
Servo motor ayarlanan hıza yükten daha önce ulaşır, bu noktada motora monte edilen enkoder akımı zayıflatır ve ardından torku azaltır. V-kayışındaki gerilim sürekli olarak arttıkça, motorun hızı yavaşlar.
Ardından sürücü akımı tekrar artırır ve bu döngü tekrarlanır. Resmi Hesap: SolidWorks Standart Dışı Mekanik Tasarım.
Bu durumda sistem salınım yapar, motor torku dalgalanır ve yük hızı da buna bağlı olarak dalgalanır.
Ortaya çıkan gürültü, aşınma ve dengesizlik kaçınılmazdır. Ancak bunlar servo motordan kaynaklanmamaktadır. Bu tür gürültü ve kararsızlık mekanik iletim cihazından kaynaklanır ve servo sistem yanıtının yüksek hızı ile daha uzun mekanik iletim veya yanıt süresi arasındaki uyumsuzluktan kaynaklanır.
Yani servo motorun tepkisi, sistemin yeni torka uyum sağlaması için gereken süreden daha hızlıdır.
Sorunun kökenini belirledikten sonra, sorunu çözmek çok daha kolay hale gelir. Önceki örneğe atıfta bulunarak şunları yapabilirsiniz:
(1) Mekanik rijitliği artırın ve sistem ataletini azaltın, böylece mekanik aktarım parçalarının tepki süresini azaltın. Örneğin, V kayışlarını doğrudan vidalı tahriklerle değiştirin veya V kayışları yerine dişli kutuları kullanın.
(2) Servo sistemin yanıt hızını yavaşlatın ve servo sistemin kazanç değerini düşürmek gibi servo sistemin kontrol bant genişliğini azaltın.
Elbette bunlar gürültü ve kararsızlığın yalnızca bazı nedenleridir. Farklı nedenler için farklı çözümler mevcuttur. Örneğin, mekanik rezonansın neden olduğu gürültü, servo sistemde rezonans bastırma veya düşük geçişli filtreleme uygulanarak ele alınabilir. Sonuç olarak, gürültü ve kararsızlığın nedenleri genellikle servo motorun kendisinden kaynaklanmamaktadır.
Servo sistemlerin seçimi ve ayarlanması sırasında genellikle atalet sorunu ortaya çıkar. Spesifik olarak aşağıdaki gibi ortaya çıkar:
1. Bir servo sistemi seçerken, motorun torku ve nominal hızı gibi faktörleri göz önünde bulundurmanın yanı sıra, öncelikle mekanik sistemin motor miline dönüştürülen ataletini hesaplamamız gerekir.
Ardından, makinenin gerçek hareket gereksinimlerine ve iş parçasının kalite gereksinimlerine göre uygun atalet boyutuna sahip bir motor seçiyoruz.
2. Ayarlama sırasında (manuel modda), atalet oranı parametresinin doğru şekilde ayarlanması, makinenin ve servo sistemin performansını en üst düzeye çıkarmak için bir ön koşuldur.
Bu nokta özellikle yüksek hız ve yüksek hassasiyet gerektiren sistemlerde öne çıkar (Delta servo atalet oranı parametresi 1-37, JL/JM). Böylece atalet eşleştirme sorunu ortaya çıkıyor! Peki, "atalet eşleştirme" tam olarak nedir?
1. Newton'un ikinci yasasına göre, besleme sistemi için gereken tork, T, sistemin eylemsizlik momenti J'nin açısal ivme θ ile çarpımına eşittir. θ açısal ivmesi sistemin dinamik özelliklerini etkiler. θ ne kadar küçük olursa, kontrolörün komutundan sistemin yürütülmesine kadar geçen süre o kadar uzun olur ve bu da daha yavaş bir sistem tepkisine neden olur. Eğer θ dalgalanırsa, sistem tepkisi hız olarak değişecek ve işleme hassasiyetini etkileyecektir. Motor seçildikten sonra maksimum T çıkışının sabit kaldığı göz önüne alındığında, θ'da minimum değişiklik istiyorsak, J mümkün olduğunca küçük olmalıdır.
2. Besleme milinin toplam ataleti, J, servo motorun dönme ataletine, JM, artı motor milinden dönüştürülen yük ataletine, JL, eşittir. Yük ataleti JL, çalışma tezgahı (takım tezgahları durumunda), üzerindeki fikstürler ve iş parçaları, vida, kaplin vb. gibi doğrusal ve dönen bileşenlerin ataletinden oluşur ve bunların tümü motor milindeki atalete dönüştürülür. JM, servo motor seçildiğinde sabit olan servo motor rotorunun ataletini temsil ederken, JL iş parçası gibi yükteki değişikliklerle dalgalanır. J'deki değişim oranının daha küçük olmasını istiyorsanız, JL'nin kapladığı oranı en aza indirmek en iyisidir. Bu genellikle "atalet eşleştirme" olarak adlandırılır.
Artık atalet eşleşmesinin ne olduğunu anladığımıza göre, ne gibi spesifik etkileri vardır ve nasıl belirlenir?
Etki:
Sürücü ataleti servo sistemin doğruluğunu, kararlılığını ve dinamik yanıtını etkiler. Daha büyük bir atalet, daha büyük bir sistem mekanik sabiti, daha yavaş yanıt ve daha düşük bir sistem ile sonuçlanır. doğal frekansBu da potansiyel olarak rezonansa yol açar.
Bu, servo bant genişliğini sınırlar ve servo doğruluğunu ve yanıt hızını etkiler.
Atalette uygun bir artış sadece düşük hızda sürünmeyi iyileştirirken avantajlıdır. Bu nedenle, mekanik tasarımda, sistem sertliğinden ödün vermeden ataleti en aza indirmek için çaba gösterilmelidir.
Belirleme:
Mekanik bir sistemin dinamik özelliklerini değerlendirirken, atalet ne kadar küçükse, sistemin dinamik tepkisi o kadar iyi olur. Tersine, daha büyük atalet daha büyük bir motor yüküne yol açarak kontrolü daha zor hale getirir.
Bununla birlikte, mekanik sistemin eylemsizliği motor ataleti. Farklı mekanizmalar, her biri benzersiz işlevsel göstergelere sahip atalet eşleştirme ilkeleri için çeşitli seçimlere sahiptir.
Örneğin, yüksek hızlı kesim sırasında bir CNC Bir servo motor aracılığıyla işleme merkezi, yük ataleti arttığında aşağıdakiler meydana gelir:
(1) Kontrol komutları değiştiğinde, motorun yeni talimatın hız gereksinimlerine ulaşması önemli ölçüde zaman alır;
(2) Makine hızlı kavisli kesim yapmak için iki eksen boyunca çalıştığında önemli hatalar oluşabilir:
i. Tipik servo motorlarla normal koşullar altında, JL, JM'den küçük veya JM'ye eşitse, yukarıdaki sorunlar ortaya çıkmayacaktır.
ii. JL, JM'nin 3 katına eşitse, motorun kontrol edilebilirliği biraz azalacaktır, ancak bu rutini etkilemeyecektir metal kesme. (Yüksek hızlı eğri kesme için genellikle JL'nin JM'ye eşit veya daha az olması önerilir).
iii. JL 3 kat JM veya daha fazla olduğunda, motorun kontrol edilebilirliği önemli ölçüde azalacaktır ve bu durum özellikle yüksek hızlı eğri kesme sırasında fark edilir.
Farklı mekanik eylemler ve işleme kalitesi gereksinimleri JL ve JM arasında farklı ilişkiler gerektirir.
Atalet eşleşmesinin belirlenmesi, makinenin teknolojik özelliklerine ve işleme sürecinin kalite gerekliliklerine dayanmalıdır.
Mekanik aktarım şemasını tamamladıktan sonra, servo motorun modelini ve boyutunu seçmek ve onaylamak gerekir.
(1) Seçim Kriterleri
Genel olarak, bir servo motor seçimi aşağıdaki durumları karşılamalıdır:
(2) Seçim Hesaplamaları
MachineMFG'nin kurucusu olarak, kariyerimin on yıldan fazlasını metal işleme sektörüne adadım. Kapsamlı deneyimim, sac metal imalatı, talaşlı imalat, makine mühendisliği ve metaller için takım tezgahları alanlarında uzman olmamı sağladı. Bu konular hakkında sürekli düşünüyor, okuyor ve yazıyorum, sürekli olarak alanımın ön saflarında kalmaya çalışıyorum. Bilgi ve uzmanlığımın işiniz için bir değer olmasına izin verin.
TR 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO