In gearstalde servomotor kin nuttich wêze foar rotearjende bewegingstechnology, mar d'r binne útdagings en beheiningen wêrfan brûkers bewust moatte wêze.
Troch: Dakota Miller en Bryan Knight
Leardoelen
- Real-world rotary servo systemen falle tekoart oan de ideale prestaasje fanwege technyske beheinings.
- Ferskate soarten rotearjende servomotors kinne foardielen leverje foar brûkers, mar elk hat in spesifike útdaging as beheining.
- Rotary servomotors mei direkte oandriuwing biede de bêste prestaasjes, mar se binne djoerder dan gearmotors.
Foar tsientallen jierren binne gearstalde servomotors ien fan 'e meast foarkommende ark yn' e yndustriële automatisearring ark. Geared sevromotors biede posysjonearring, snelheid matching, elektroanyske camming, winding, tensioning, tightening applikaasjes en effisjint oerien mei de krêft fan in servomotor oan 'e lading. Dit ropt de fraach op: is in gearstalde servomotor de bêste opsje foar rotearjende bewegingstechnology, of is d'r in bettere oplossing?
Yn in perfekte wrâld soe in rotearjend servosysteem koppel- en snelheidswurdearrings hawwe dy't oerienkomme mei de applikaasje, sadat de motor noch te grut noch te min is. De kombinaasje fan motor, oerdracht eleminten, en lading moat hawwe ûneinige torsjonele stivens en nul backlash. Spitigernôch falle echte wrâld rotearjende servosystemen tekoart oan dit ideaal yn ferskate graden.
Yn in typysk servo systeem wurdt backlash definiearre as it ferlies fan beweging tusken de motor en de lading feroarsake troch de meganyske tolerances fan de oerdracht eleminten; dit omfettet alle bewegingsferlies yn gearboxen, riemen, keatlingen en koppelingen. As in masine earstoan wurdt oandreaun, sil de lading earne yn 'e midden fan' e meganyske tolerânsjes driuwe (figuer 1A).
Foardat de lading sels troch de motor kin wurde ferpleatst, moat de motor draaie om alle slack op te nimmen dy't besteande is yn 'e oerdracht eleminten (figuer 1B). As de motor begjint te fertrage oan 'e ein fan in beweging, kin de ladingsposysje de motorposysje eins ynhelje, om't momentum de lading bûten de motorposysje draacht.
De motor moat de slack opnij opnimme yn 'e tsjinoerstelde rjochting foardat it koppel oan' e lading tapast om it te fertrage (figuer 1C). Dit ferlies fan beweging wurdt backlash neamd, en wurdt typysk mjitten yn bôgeminuten, gelyk oan 1/60ste fan in graad. Fersnellingsbakken ûntworpen foar gebrûk mei servo's yn yndustriële tapassingen hawwe faak backlash-spesifikaasjes fariearjend fan 3 oant 9 arc-minuten.
Torsjonele stivens is it ferset tsjin draaien fan 'e motoras, oerdracht eleminten, en de lading yn reaksje op it tapassen fan koppel. In ûneinich stive systeem soe oerdrage koppel oan de lading mei gjin angular deflection oer de as fan rotaasje; lykwols, sels in bêst stielen skacht sil twirre bytsje ûnder swiere lading. De omfang fan deflection fariearret mei it oanbrocht koppel, it materiaal fan de oerdracht eleminten, en harren foarm; yntuïtyf, lange, tinne dielen sille twist mear as koarte, fet. Dit ferset tsjin twisting is wat makket coil springs wurkje, as compressing de maitiid twists eltse beurt fan 'e tried in bytsje; feter tried makket in stivere maitiid. Alles wat minder is as ûneinige torsjonele stivens feroarsaket it systeem as in maitiid, wat betsjut dat potinsjele enerzjy wurdt opslein yn it systeem as de lading ferset tsjin rotaasje.
As kombineare meiinoar, kinne einige torsjonele stivens en efterstân de prestaasjes fan in servosysteem signifikant degradearje. Backlash kin yntrodusearje ûnwissichheid, as de motor encoder oanjout de posysje fan de motor syn skacht, net wêr't de backlash hat tastien de lading te setten. Backlash yntroduseart ek tuningproblemen as de lading koart koppelt en ûntkoppelt fan 'e motor as de lading en motor de relative rjochting omkeare. Neist de efterstân, bewarret finite torsjonele stivens enerzjy troch it konvertearjen fan guon fan 'e kinetyske enerzjy fan' e motor en lading yn potinsjele enerzjy, wêrtroch it letter frijlitten wurdt. Dizze fertrage enerzjy frijlitting feroarsaket lading oscillaasje, induces resonânsje, ferminderet maksimale brûkbere tuning winsten en negatyf beynfloedet de responsiveness en settling tiid fan it servo systeem. Yn alle gefallen sil it ferminderjen fan backlash en it fergrutsjen fan de stivens fan in systeem servoprestaasjes ferheegje en tuning ferienfâldigje.
Rotary as servomotor konfiguraasjes
De meast foarkommende konfiguraasje fan rotearjende as is in rotearjende servomotor mei in ynboude encoder foar posysjefeedback en in gearbox om it beskikbere koppel en snelheid fan 'e motor te passen oan it fereaske koppel en snelheid fan' e lading. De fersnellingsbak is in konstante macht apparaat dat is de meganyske analoog fan in transformator foar load matching.
In ferbettere hardware konfiguraasje brûkt in direkte oandriuwing rotearjende servomotor, dy't elimineert de oerdracht eleminten troch direkt coupling de lading oan 'e motor. Wylst de gearmotorkonfiguraasje in koppeling brûkt nei in relatyf lytse diameter as, bout it direkte oandriuwsysteem de lading direkt oan in folle gruttere rotorflens. Dizze konfiguraasje elimineert backlash en gâns fergruttet torsional stivens. De hegere pole count en hege koppel windingen fan direkte oandriuwing motors oerien mei de koppel en snelheid skaaimerken fan in gearmotor mei in ferhâlding fan 10: 1 of heger.
Posttiid: Nov-12-2021
