Негізгі компоненттері Сервомотор
Мотор жинағы: Енергия келесі
Сервоқозғалтқыштың негізінде электр энергиясын нақты қозғалысқа айналдыратын қозғалтқыш блогы орналасқан. Нақты қозғалыстарды дәл орындау мәселесіне келгенде, бұл бөлшек бүкіл жүйенің жұмыс істеуін анықтайды. Әртүрлі жұмыстар үшін қолайлы келетін айнымалы токты (AC) және тұрақты токты (DC) модельдер сияқты бірнеше қозғалтқыш нұсқалары бар. Қозғалтқышты таңдаған кезде оның әсерлілік көрсеткіштері мен қаншалықты қуат шығарылатыны өте маңызды, себебі бұл жүйенің өнімділігі мен уақыт өткен сайын қаншалықты энергия тұтынатынын анықтайды. Шаруашылық жүргізушілер үшін өте маңызды болып табылатын жүйелердің тұрақтылығы мен ұзақ мерзімділігін арттыру үшін осындай параметрлерді нақты баптау қажет екенін көрсететін нақты деректер бар.
Бекіту құрылғысы: Анық саяуыш элементі
Жұмыс істеу дәлдігін сақтау үшін серво двигательдерге кері байланыс құрылғыларының маңызы зор, себебі олар двигательдің орны, айналу жылдамдығы мен қолданылатын күш туралы нақты уақыт аралығында ақпарат береді. Бұл құрылғылар негізінде басқару жүйесінің іс-әрекеті мен двигательде нақты болып жатқан процесстерді байланыстырып отырады. Көбінесе зауыттар осы мақсат үшін энкодерлер немесе резольверлерді пайдаланады. Энкодерлер, мысалы, жартылай өткізгішті шаруашылық жабдықтары сияқты, қозғалысты өте дәл орындау қажет болған жағдайда өте тиімді. Олар өзінің құрылымы бойынша өте дәл орын ауыстыру туралы ақпарат береді. Алайда қиын жағдайларда резольверлер жақсырақ жұмыс істейді, сондықтан олар көбінесе шаң мен вибрация көп болатын ауыр өнеркәсіптік орындарда кездеседі. Нақты зауыт көрсеткіштеріне қарағанда, кері байланыс жүйелеріне сапалы енгізу жасаған компаниялар двигательдердің дәлдігі мен жалпы энергия тиімділігінде байқаларлық жақсаруларды байқатты. Бұл жағдай соңғы жылдары робототехника мен автоматтандырылған өндірістік желілерде кеңінен қолдануға әкелді.
Командалау жүйесі: Әрекеттің мозгы
Басқару электроникасы сервомоторлық жүйенің орталық компоненті болып табылады, сигналдарды қабылдайды және мотордың қалай жылжитынын анықтайды. Бұл бөлік PID басқаруы сияқты күрделі басқару әдістерін (пропорционалды, интегралдық, дифференциалдық деген мағынаны білдіреді) қолданып, барлық процесстер қажетті деңгейде үздіксіз жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Басқарушы блок кері байланыс механизмдері арқылы қазіргі жағдайды бақылай отырып өз жұмысын түзеткенде, мотор қажетті бағытта дәл жүреді, ауытқымайды. Алгоритмдерді дамыту нәтижесінде моторлардың жауап беру жылдамдығында нақты жақсаруларды байқадық, бұл жақында роботтардың жобалау жобаларында үлкен айырмашылық жасады. Әртүрлі салаларда әсер ететін тиімділіктің және дәлдіктің артуы да маңызды. Дәл соғу үшін автомобиль зауыттарын немесе ұшу операциялары кезінде дәл орналасу талап етілетін ұшатын аппараттар жүйелерін елестетіп көріңіз.
Мотордың Құрылымын Анлату
Статор мен Ротор Конфигурациясы
Сервоэлектродвигательде статор мен ротордың орналасуы оның жұмыс істеуіне әсер ететіні сол бөліктердің электр энергиясын нақты қозғалысқа айналдыруында. Статор электродвигательдің ішінде тыныш отырады, оның айналасында орамалар оралған. Оған ток берілгенде, магнит өрісі пайда болады. Ал енді ротордың магниттері бекітілген және статордың жасаған магнит өрісінде айналады. Осы екеуінің арасындағы әрекеттесу қозғалысты бастайды. Осы орамалардың орналасуы электродвигательдің жалпы өнімділігіне әсер ететінін мойындау керек. Кейбір орналасулар нәтижелерді жақсартады. Мысалы, шоғырланған орамалар айналу моментін жоғарылатса, бірақ әлсіз пайдалану тиімділігі болуы мүмкін. Ал енді таралған орамалар үшін олар энергияны тиімді пайдаланып, ықтимал тегіс жұмыс істейді, алайда шикізаттық қуатты қамтамасыз ете алмауы мүмкін.
Жоқ-жылық моторлар мен жылық моторлар арасында салыстыру
Негізінен екі түрлі сервоқозғалтқыштар бар: щеткалы және щеткасыз. Щеткалылар қарапайым конструкцияға ие және ішінде айналатын бөлікке ток беру үшін кіші көмір щеткаларына сүйенгендіктен арзан тұрады. Сол себепті олар көбінесе бюджет шешімдер қажет болатын арзан ойыншықтарда немесе бастапқы деңгейдегі роботтарда кездеседі. Бірақ мұнда бір жағдай бар: осы щеткалар уақыт өткен сайын тозып, жиі ауыстырылуы керек болады. Ал щеткасыз қозғалтқыштар түрлі әңгіме айтады. Оларда тозуға ұшырайтын бөлшектер болмағандықтан, олар таза жұмыс істейді, ұзақ қызмет етеді және жалпы алғанда жақсырақ жұмыс істейді. Мұндай қозғалтқыштар қоймаларда ұшып жүрген жоғары дәлдіктегі дрондардан бастап, зауыттарда металл кесетін дәлдікпен жұмыс істейтін CNC-станоктарына дейін әртүрлі жерде қолданылады. Қызмет ету мерзіміне де назар аударыңыз. Көбінесе щеткалы қозғалтқыштар 3000 сағатқа дейін жұмыс істеп, техникалық қызмет көрсетуді талап етсе, щеткасыздар жеңіл ғана 10 000 сағат немесе одан да көп уақыт бұлардың орнына қосымша қызмет көрсетусіз жұмыс істей алады. Сенімділік ең басты орын алатын кезде, өнеркәсіптер бұл берік нұсқаларға ауысуын жалғастырып жатқаны ақ түсінікті.
Сервомоторлардағы Реттеу Сistemалары
Энкодер Түрлері және Шешімділік
Сервоқозғалтқыштардан дәл нәтижелер алу үшін әртүрлі кодтағыш түрлері мен олардың ажырату қабілеті деңгейлері туралы білу маңызды орын алады. Ең көп тараған нұсқалардың екі түрі бар: инкрементті кодтағыштар мен абсолютті кодтағыштар. Инкрементті нұсқалар негізінен бастапқы нүктеден қаншалықты қозғалғанын импульстық сигналдарды санау арқылы анықтайды. Ал абсолютті кодтағыштар басқаша жұмыс істейді, олар алдын-ала сілтеме нүктесін қажет етпей-ақ дәл орналасу орны туралы ақпарат береді. Біз кодтағыштың ажырату қабілеті деп құрылғының шын мәнінде анықтай алатын орын ауыстыру санын айтатынымызды білдіреді, бұл қолданбаларда нәтижелердің қаншалықты дәл болатындығын анықтайды. Жүйелер жоғары ажырату қабілетіне ие кодтағыштарды пайдаланса, оларға дәлірек деректер алу арқылы үздіксіз қозғалысты басқару мен жалпы дәлдікті арттыру мүмкіндігі туады. Мысалы, өндіріс алаңдарындағы роботтық қолдарды алып қарастырайық. Жоғары сапалы кодтағыштар орнатылған кезде, бұл машиналар өндірістік процесстер кезінде компоненттерді дәл орындарға орналастыра алады, нәтижесінде жалпы өнім сапасын арттырып, операциялар барысында уақыт үнемдеуге мүмкіндік туады.
Резольвер функциясы
Сервожүріс қозғалтқыш жүйелерінде нақты кері байланыс алу үшін резольверлер өте маңызды, әсіресе сенімділік ең маңызды болған жағдайда. Бұл құрылғылар негізінен ротор мен статордан және орамдардан тұрады, әрекет етуі жағынан айналатын трансформаторға ұқсайды және үздіксіз позициялық ақпарат береді. Резольверлердің ең басты ерекшелігі - олардың төзімділігінде. Олар экстремалды жылу, үздіксіз діріл, тіпті басқа сенсорларды жұмыс істеуден алыстата алатын кір мен шаң сияқты қолайсыз жағдайларға төзімді. Сондықтан көптеген әуе-кеңістік пен қорғаныс өндірушілері оларға сеніммен сүйенеді. Мысалы, әуе кемелерінің басқару жүйелерінде осындай компоненттер ұшу операциялары кезінде туындайтын барлық стресстік факторларға қарамастан жұмысын жалғастырады. Авиация саласында ғана резольверлердің сенімсіз жұмыс істемеуі мүмкін емес маңызды қолданыстар үшін әлі де таңдау критерийі болып табылатынын көрсететін мыңдаған мысалдар бар.
Басқару жолдарының талдауы
PWM сигналдың обработкасы
Сервоқозғалтқыштарды басқаруда ШНК маңызды рөл атқарады, өйткені ол қозғалтқыштардың айналу жылдамдығына және позициясына әсер етеді. Негізінде ШНК электрлік сигналдың қозғалтқыш арқылы өтетін әрбір циклде қаншалықты уақыт істейтінін және өшетінін өзгертеді. Бұл импульстер дұрыс реттелген кезде қозғалтқыштың жұмыс істеу көрсеткіштерінің маңызды аспектілерін, мысалы, жылдамдық пен бұрау күші деңгейлерін өзгертеді. Қозғалтқыштың не істейтінін шешетін қуатты жеткізу тәсілі болып табылады. Жоғары жиілікті ШНК-пен жұмыс істейтін қозғалтқыштар төменгі жиіліктерді пайдаланатындарға қарағанда әлдеқайда бірқалыпты және дәл әрекет етеді. Осыны инженерлер өндірісті автоматтандыру жүйелерімен жұмыс істеген кезде тәжірибеден біледі. Тиімді ШНК орнатулары тек қозғалтқыштардың жұмыс істеуін жақсартып қана қоймай, уақыт өткен сайын энергия үнемдеуге және қозғалтқыштардың ұзақ уақыт бөлшектерді ауыстыруды қажет етпей жұмыс істеуіне әсер етеді.
Қате Өсу Әрекеттері
Қателік күшейтудің жалғастыру қозғалтқыштарының жұмыс істеуінде маңызы зор, өйткені ол қажет болған кезде жұмысты тегіс және жылдам реакция жасауға көмектеседі. Негізінде, бұл күшейту сатылары қозғалтқыштан қайтып келген кері байланысты алып, орындалуы тиіс болған жағдаймен сәйкес келмейтіндерді түзетеді. Егер позиция немесе жылдамдық ауытқыса, жүйе оны дереу байқайды. Көптеген инженерлер барлық түзетулерді орындау үшін PID бақылауыштары (пропорционалды, интегралды, дифференциалды) сияқты құралдарға сенеді. Олар көптен бері қолданылып келеді, бірақ тапсырманы әлі де жақсы орындайды. Зерттеулер servo жүйелерінің көптеген орнатуларында қателікті түзету әдістерін жақсарту реакция уақытын шамамен 20% арттыруына болатынын көрсетті. Бұл өнеркәсіптік қолданулардың әртүрлі салаларында дәлірек операциялар орындау үшін тез реакция жасауға қабілетті жүйелерге өндірушілердің бұл салада әрі қарай инвестиция салуын түсінікті етеді.
Драйв Механикасының Негізгі Жағдайлары
Шаршылану Сістемалары
Редукторлар сервомоторларда маңызды рөл атқарады, олар сәйкесінше қозғалтқыштың айналу жиілігін басқару сапасын арттыра отырып, бұранда моментін арттырады. Әртүрлі тісті дөңгелектерді, соның ішінде қарапайым цилиндрлік, қиғаш және планетарлық берілістерді орнатқан кезде өндірушілер қозғалтқыштың өлшемін немесе қуаттылығын арттырмай-ақ үлкен жұмыс көлемін өтеуге мүмкіндік алады. Беріліс түрлерін таңдау өнімділік нәтижелеріне әлдеқайда әсер етеді. Цилиндрлік тісті дөңгелектер өзінің қарапайым жасалуы мен күнделікті пайдалануға жарамдылығына байланысты негізгі орнатылымдарда кездеседі. Алайда планетарлық берілістер кіші габаритті құрылғыларда әлдеқайда жоғары бұранда моментін және жұмыстың бірқалыптылығын қамтамасыз етеді, сондықтан да инженерлер қиын өндірістік жұмыстар үшін осындай берілістерді таңдайды. Біз осындай редукторларды өндірістік цехтарда, әсіресе өндіріс жолақтарында жұмыс істейтін роботтық қолдарда кездестіреміз. Дұрыс беріліс болмаған жағдайда, осындай машиналар сапалы жинақтау жұмыстарын күнделікті дәл орындауға қабілетсіз болар еді.
Шығыс валттарының спецификациялары
Сервомотордың әртүрлі жабдықтармен жұмыс істеуін қамтамасыз ететін факторларды қарастырғанда, шығыс біліктің техникалық сипаттамалары өте маңызды. Біліктің өлшемі мен жасалған материалдары мотордың сенімділігі мен өнімділігіне күшті әсер етеді. Үлкен біліктер жалпы алғанда ауыр жүктерді жақсырақ көтеріп тұрады, сондықтан олар қиын өнеркәсіптік орталарда кездеседі. Материалдар да маңызды – болат коррозияға тұрақты болып келеді, ал титан кеңістік шектеулі жағдайда тіпті үлкен беріктік қамтамасыз етеді. ISO немесе ANSI сияқты стандартты нұсқауларды сақтау өндірушілерге ұзақ уақыт бойы тұрақты және тегіс жұмыс істейтін біліктер жобалауға көмектеседі. Осы ерекшеліктерді дұрыс сәйкестендіру мотордың нақты әрі жобалық емес, шынайы жағдайларда жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Қызмет көрсету уақыты құнды болатын және дәлдік маңызды болып табылатын кез келген жүйеде дұрыс техникалық сипаттамаларды сәйкестендіру маңызды болып табылады.
ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР
Сервомотордың негізгі компоненттері қандай?
Сервомотордың негізгі бөліктері мотор жинағы, бекітудік құрылғы, көнірлік шаруашылық және айналым қатынасының жүйелері мен шығыс валдегі параметрлер сияқты қозғалтқыш механизмінің негізгі элементтерін қамтиді.
Неғе бесшығыл моторлар шығыл моторлардан тиімдір?
Бесшығыл моторлар шығыл моторлардан уақытша қолданбасы, үлкен қызметкерлік және ұзақ өмір сүретінен оtürіп таңдалады, олардың қажетті қолданбаларда қолданылуы мүмкін.
Қайтпа құрылғы сервомотордың іс-әрекетін қалай жоюға көмектеседі?
Қайтпа құрылғы мотордың орналасуы, жылдамдығы және торқы туралы реальдік уақытта деректер береді, бұл дәлірек іс-әрекетке мүмкіндік береді және командалық сигналдар мен мотордың жауаптары арасындағы айырмашылықты тіркеу үшін системаның мүмкіндігін береді.
PWM ненің серво моторлардағы қатынасы не?
PWM, яғни Импульс Салмау Модуляциясы, электрик сигнал циклдерінің узартылу уақытын өзгертіп, мотордың жылдамдығын және орналасуын басқару үшін пайдаланылады, мотордың жылдамдығы мен торк сияқты қабілеттеріне тәсир етеді.
Деректік кемістік системасы серво моторларына қалай ықпал етеді?
Деректік кемістік системалары торкты арттырып, мотордың жылдамдығынан зейтін құрылғыларды басқаруға мүмкіндік береді, мотордың шегі немесе энергия сапарын арттырусыз үлкен жүктерді басқаруды қолдаған.