Direkta nga pagmaneho kumpara sa gipunting nga rotary servomotor: Usa ka kantidad sa bentaha sa disenyo: Bahin 1

Mga Tumong sa Pagkat-on

• Ang mga sistema sa rotary servo sa tinuud nga kalibutan kulang sa sulundon nga pasundayag tungod sa mga limitasyon sa teknikal.
• Daghang mga klase sa rotary servomotors ang makahatag mga benepisyo sa mga tiggamit, apan ang matag usa adunay piho nga hagit o limitasyon.
• Ang direkta nga drive rotary servomotors nagtanyag sa labing kaayo nga pasundayag, apan mas mahal kini kaysa mga gearmotor.

Sulod sa mga dekada, ang mga gipunting nga servomotor usa sa labing kasagaran nga mga himan sa toolbox sa industriyal nga automation. Ang geared sevromotors nagtanyag sa positioning, velocity matching, electronic camming, winding, tensioning, tightening applications ug episyente nga pagpares sa gahum sa usa ka servomotor sa load. Kini nagpatunghag pangutana: ang usa ba nga gipunting nga servomotor ang labing kaayo nga kapilian alang sa teknolohiya sa rotary motion, o aduna bay mas maayo nga solusyon?

Sa usa ka hingpit nga kalibutan, ang usa ka rotary servo system adunay torque ug speed rating nga mohaum sa aplikasyon aron ang motor dili sobra sa kadako o dili kaayo kadako. Ang kombinasyon sa motor, transmission elements, ug load kinahanglang adunay walay kinutuban nga torsional stiffness ug zero backlash. Ikasubo, ang tinuod nga kalibutan nga rotary servo nga mga sistema kulang sa kini nga sulundon sa lainlaing mga ang-ang.

Sa usa ka tipikal nga sistema sa servo, ang backlash gihubit ingon nga pagkawala sa paglihok tali sa motor ug sa load tungod sa mekanikal nga pagtugot sa mga elemento sa transmission; kini naglakip sa bisan unsa nga motion pagkawala sa tibuok gearboxes, bakus, kadena, ug couplings. Sa diha nga ang usa ka makina sa sinugdan gipaandar, ang luwan molutaw sa usa ka dapit sa tunga-tunga sa mekanikal nga mga pagtugot (Figure 1A).

Sa dili pa ang load mismo mahimong ibalhin sa motor, ang motor kinahanglan nga magtuyok aron makuha ang tanan nga hinay nga anaa sa mga elemento sa transmission (Figure 1B). Kung ang motor magsugod sa paghinay sa pagtapos sa usa ka paglihok, ang posisyon sa karga mahimo nga maabut sa posisyon sa motor samtang ang momentum nagdala sa karga lapas sa posisyon sa motor.

Ang motor kinahanglan nga mokuha pag-usab sa slack sa atbang nga direksyon sa dili pa i-apply ang torque sa load aron mapahinay kini (Figure 1C). Kini nga pagkawala sa paglihok gitawag nga backlash, ug kasagaran gisukod sa arc-minuto, katumbas sa 1/60th sa usa ka degree. Ang mga gearbox nga gidisenyo alang sa paggamit sa mga servos sa mga aplikasyon sa industriya kasagaran adunay mga detalye sa backlash gikan sa 3 hangtod 9 arc-minuto.

Ang torsional stiffness mao ang pagbatok sa pagtuis sa motor shaft, transmission elements, ug ang load isip tubag sa paggamit sa torque. Ang usa ka walay kinutuban nga gahi nga sistema mopadala sa torque sa load nga walay angular deflection mahitungod sa axis sa rotation; bisan pa, bisan ang usa ka solidong steel shaft moliko gamay ubos sa bug-at nga karga. Ang kadako sa deflection magkalainlain sa gigamit nga torque, ang materyal sa mga elemento sa transmission, ug ang ilang porma; intuitively, taas, nipis nga mga bahin moliko labaw pa kay sa mubo, tambok nga mga. Kini nga pagbatok sa pagtuis mao ang nakapahimo sa mga coil spring nga molihok, tungod kay ang pag-compress sa spring naglikos sa matag turno sa wire nga gamay; ang fatter wire naghimo sa usa ka stiffer spring. Ang bisan unsang butang nga ubos sa walay kinutuban nga torsional stiffness maoy hinungdan sa sistema nga molihok isip usa ka tubod, nga nagpasabot nga ang potensyal nga enerhiya matipigan sa sistema samtang ang load mosukol sa pagtuyok.

Kung gihiusa, ang finite torsional stiffness ug backlash mahimong makadaut sa performance sa usa ka servo system. Ang backlash mahimong magpaila sa kawalay kasiguruhan, tungod kay ang motor encoder nagpakita sa posisyon sa shaft sa motor, dili kung diin ang backlash nagtugot sa load sa paghusay. Ang backlash nagpaila usab sa mga isyu sa tuning samtang ang load couples ug uncouples gikan sa motor sa makadiyot sa diha nga ang load ug motor reverse relate direction. Dugang sa backlash, ang finite torsional stiffness nagtipig enerhiya pinaagi sa pag-convert sa pipila sa kinetic energy sa motor ug load ngadto sa potensyal nga enerhiya, nga buhian kini sa ulahi. Kining nalangan nga pagpagawas sa enerhiya maoy hinungdan sa load oscillation, induces resonance, pagkunhod sa maximum nga magamit nga tuning gains ug negatibong epekto sa responsiveness ug settling time sa servo system. Sa tanan nga mga kaso, ang pagkunhod sa backlash ug pagdugang sa katig-a sa usa ka sistema makadugang sa performance sa servo ug makapasayon ​​sa tuning.

Rotary axis servomotor configurations

Ang labing komon nga rotary axis configuration mao ang rotary servomotor nga adunay built-in encoder para sa position feedback ug gearbox nga mohaum sa available nga torque ug speed sa motor sa gikinahanglan nga torque ug speed sa load. Ang gearbox usa ka kanunay nga gahum nga aparato nga mao ang mekanikal nga analog sa usa ka transformer alang sa pagpares sa pagkarga.

Ang usa ka gipaayo nga pagsumpo sa hardware naggamit sa usa ka direkta nga drive rotary servomotor, nga nagtangtang sa mga elemento sa transmission pinaagi sa direkta nga pagdugtong sa load sa motor. Samtang ang configuration sa gearmotor naggamit sa usa ka coupling sa usa ka medyo gamay nga diameter shaft, ang direktang drive system nag-bolts sa load direkta ngadto sa usa ka mas dako nga rotor flange. Kini nga configuration nagwagtang sa backlash ug makadugang sa torsional stiffness. Ang mas taas nga ihap sa poste ug taas nga torque windings sa direktang drive motor motakdo sa torque ug speed nga mga kinaiya sa usa ka gearmotor nga adunay ratio nga 10:1 o mas taas pa.