Tiesioginis važiavimas ir pavardintas „Rotary Servomotor“: dizaino pranašumo kiekybinis įvertinimas: 1 dalis

Mokymosi tikslai

• Realaus pasaulio „Rotary Servo“ sistemos neatitinka idealaus našumo dėl techninių apribojimų.
• Keletas sukamųjų servomotorių tipų gali suteikti naudos vartotojams, tačiau kiekvienas iš jų turi konkretų iššūkį ar apribojimą.
• „Direct Drive Rotary Servomotors“ siūlo geriausią našumą, tačiau jie yra brangesni nei „Gearmotors“.

Dešimtmečius pritaikyti servomotoriai buvo vienas iš labiausiai paplitusių įrankių pramoninės automatizavimo įrankių rinkinyje. „Sevromotors“ pritaikomi padėties nustatymas, greičio suderinimas, elektroninis cammėjimas, apvija, įtempimas, griežtėjimo pritaikymas ir efektyviai suderinti servomotoro galią su apkrovai. Tai kelia klausimą: ar yra orientuota servomotorė geriausia „Rotary Motion“ technologijos pasirinkimas, ar yra geresnis sprendimas?

Tobuliame pasaulyje rotacinė servo sistema turėtų sukimo momentą ir greičio įvertinimus, kurie atitiktų programą, taigi variklis nėra nei per didelis, nei mažesnis. Variklio, transmisijos elementų ir apkrovos derinys turėtų turėti begalinį sukimo standumą ir nulį. Deja, „Real World Rotary Servo“ sistemos nepatenka į šį idealų laipsnį.

Tipinėje servo sistemoje atsilikimas yra apibrėžiamas kaip judesio tarp variklio ir apkrovos praradimas, kurį sukelia perdavimo elementų mechaniniai nuokrypiai; Tai apima bet kokį judesio praradimą visose pavarų dėžėse, diržuose, grandinėse ir jungtyse. Kai mašina iš pradžių bus įjungta, apkrova plūduriuoja kažkur mechaninių nuokrypių viduryje (1A pav.).

Kad variklis galėtų perkelti pačią apkrovą, variklis turi sukasi, kad būtų galima užimti visus transmisijos elementų esamus laisvus (1B paveikslas). Kai variklis pradeda lėtėti judesio pabaigoje, apkrovos padėtis iš tikrųjų gali aplenkti variklio padėtį, nes impulsas apkrovą užklumpa už variklio padėties.

Variklis vėl turi imtis laisvės linkme priešinga kryptimi, prieš pradėdamas sukimo momentą apkrovai, kad jį lėtintų (1c pav.). Šis judesio praradimas vadinamas atsilikimu ir paprastai matuojamas lanko minutėmis, lygus 1/60 laipsnio laipsniui. Pavarų dėžės, skirtos naudoti su „Servos“ pramoninėmis reikmėmis, dažnai turi neigiamas specifikacijas nuo 3 iki 9 lanko minučių.

Sukimo standumas yra atsparumas variklio veleno sukimui, transmisijos elementams ir apkrovai reaguojant į sukimo momentą. Be galo standi sistema perduos sukimo momentą į apkrovą be kampinio įlinkio apie sukimosi ašį; Tačiau net kietas plieninis velenas šiek tiek pasisuks po didele apkrova. Deformacijos dydis skiriasi atsižvelgiant į naudojamą sukimo momentą, perdavimo elementų medžiagą ir jų formą; Intuityviai, ilgos, plonos dalys pasisuks daugiau nei trumpos, riebios. Šis pasipriešinimas sukimui priverčia „Coil Springs“ veikti, nes suspaudžia spyruokles suktis kiekvieną vielos posūkį šiek tiek; Kiauri viela daro standesnę spyruoklę. Viskas, kas mažesnis už begalinį sukimo standumą, sukelia sistemą kaip spyruoklę, tai reiškia, kad potenciali energija bus kaupiama sistemoje, nes apkrova priešinasi sukimosi metu.

Derinant kartu, baigtinis sukimo standumas ir atsilikimas gali žymiai pabloginti servo sistemos veikimą. Atlikimas gali sukelti netikrumą, nes variklio kodavimo įrenginys nurodo variklio veleno padėtį, o ne ten, kur atsilikimas leido apkrovai nusistovėti. „Backlash“ taip pat pristato derinimo problemas, nes apkrovos poros ir atjungimai iš variklio trumpai, kai apkrovos ir variklio atvirkštinė santykinė kryptimi. Be atsilikimo, baigtinis sukimo standumas kaupia energiją, konvertuodama dalį variklio ir apkrovos kinetinę energiją į potencialią energiją, išleisdama ją vėliau. Šis atidėtas energijos išsiskyrimas sukelia apkrovos svyravimus, sukelia rezonansą, sumažina maksimalų tinkamo naudojimo derinimo padidėjimą ir neigiamai veikia „Servo“ sistemos reagavimą ir nustatymo laiką. Visais atvejais sumažinus atgarsį ir padidinus sistemos standumą, padidės servo našumas ir supaprastins derinimą.

Rotacinės ašies servomotorinės konfigūracijos

Dažniausia sukimosi ašies konfigūracija yra sukamas servomotorinis su įmontuotu kodavimo įrenginiu, skirtu padėti padėties ir pavarų dėžei, kad būtų galima suderinti variklio sukimo momentą ir greitį prie reikiamo krovinio sukimo momento ir greičio. Pavarų dėžė yra pastovus maitinimo įtaisas, kuris yra mechaninis transformatoriaus analogas apkrovos suderinimui.

Patobulintoje aparatinės įrangos konfigūracijoje naudojamas tiesioginis „Drive Rotary Servomotor“, kuris pašalina perdavimo elementus tiesiogiai sujungdama apkrovą su varikliu. Nors pavarų dėžės konfigūracija naudoja jungtį su palyginti mažu skersmens velenu, tiesioginės pavaros sistemos apkrova apkrova tiesiai į daug didesnį rotoriaus flanšą. Ši konfigūracija pašalina atsilikimą ir labai padidina sukimo standumą. Didesnis tiesioginių variklių variklių sukimo momento apvijos ir aukštas sukimo momentas sutampa su krumpliaračio sukimo momentu ir greičio charakteristikomis, kurių santykis yra 10: 1 ar didesnis.