Servo je zařízení pro přenos energie, které zajišťuje řízení pohybu vyžadovaného elektromechanickým zařízením.Proto je návrh a výběr servosystému vlastně procesem výběru vhodných silových a řídicích komponent pro elektromechanický systém řízení pohybu zařízení.To zahrnuje Mezi obdržené produkty patří zejména:
Automatický ovladač používaný k ovládání polohy pohybu každé osy v systému;
Servopohon, který převádí střídavý nebo stejnosměrný proud s pevným napětím a frekvencí na řízený zdroj energie vyžadovaný servomotorem;
Servomotor, který převádí střídavý výkon z měniče na mechanickou energii;
Mechanismus mechanického převodu, který přenáší mechanickou kinetickou energii na konečné zatížení;
…
Vzhledem k tomu, že na trhu existuje mnoho sérií průmyslových servoproduktů pro bojová umění, musíme před zadáním konkrétního výběru produktu nejprve provést základní potřeby aplikace řízení pohybu zařízení, kterou jsme se naučili, včetně ovladačů, pohonů, motorů Předběžné třídění se provádí pomocí servoproduktů, jako jsou redukce atd.
Na jedné straně je tento screening založen na průmyslových atributech, aplikačních zvyklostech a funkčních charakteristikách zařízení, aby se našly některé potenciálně dostupné produktové řady a programové kombinace od mnoha značek.Například servo v aplikaci s proměnným sklonem větrné energie je hlavně polohové řízení úhlu lopatky, ale použité produkty se musí umět přizpůsobit drsnému a drsnému pracovnímu prostředí;servoaplikace v tiskovém zařízení využívá řízení fázové synchronizace mezi více osami Současně je více nakloněno použití systému řízení pohybu s vysoce přesnou registrační funkcí;vybavení pneumatik věnuje větší pozornost komplexní aplikaci různých hybridních systémů řízení pohybu a obecné automatizace;strojní zařízení na plasty vyžaduje, aby byl systém použit v procesu zpracování produktu.Řízení točivého momentu a polohy poskytuje speciální možnosti funkcí a algoritmy parametrů….
Na druhou stranu, z hlediska umístění zařízení, podle úrovně výkonu a ekonomických požadavků zařízení, vyberte produktovou řadu odpovídajícího převodu od každé značky.Například: pokud nemáte příliš vysoké požadavky na výkon zařízení a chcete ušetřit rozpočet, můžete si vybrat ekonomické produkty;naopak, pokud máte vysoké požadavky na výkon na provoz zařízení z hlediska přesnosti, rychlosti, dynamické odezvy atd., pak je samozřejmě nutné navýšit rozpočet na to.
Kromě toho je také nutné vzít v úvahu faktory prostředí aplikace včetně teploty a vlhkosti, prachu, úrovně ochrany, podmínek rozptylu tepla, elektrických norem, úrovní bezpečnosti a kompatibility se stávajícími výrobními linkami/systémy atd.
Je vidět, že primární výběr produktů pro řízení pohybu je z velké části založen na výkonu každé značkové řady v tomto odvětví.Určitý dopad na něj přitom bude mít i iterativní upgrade požadavků na aplikace, vstup nových značek a nových produktů..Proto, abychom odvedli dobrou práci při navrhování a výběru systémů řízení pohybu, jsou stále velmi nutné denní rezervy technických informací v oboru.
Po předběžném prověření dostupných značkových sérií pro ně můžeme dále provést návrh a výběr systému řízení pohybu.
V tuto chvíli je nutné určit řídicí platformu a celkovou architekturu systému podle počtu pohybových os v zařízení a složitosti funkčních akcí.Obecně lze říci, že počet os určuje velikost systému.Čím větší je počet os, tím vyšší je požadavek na kapacitu regulátoru.Zároveň je také nutné v systému využít sběrnicovou technologii pro zjednodušení a redukci regulátoru a pohonů.Počet spojení mezi linkami.Složitost funkce pohybu ovlivní výběr úrovně výkonu ovladače a typu sběrnice.Jednoduché řízení rychlosti a polohy v reálném čase vyžaduje pouze použití běžného automatizačního ovladače a provozní sběrnice;vysoce výkonná synchronizace v reálném čase mezi více osami (jako jsou elektronické převody a elektronické vačky) vyžaduje jak řadič, tak provozní sběrnici Má vysoce přesnou synchronizační funkci hodin, to znamená, že potřebuje používat řadič a průmyslovou sběrnici, které mohou provádět skutečné -časové řízení pohybu;a pokud zařízení potřebuje dokončit rovinnou nebo prostorovou interpolaci mezi více osami nebo dokonce integrovat řízení robota, pak výkonnostní úroveň ovladače Požadavky jsou ještě vyšší.
Na základě výše uvedených principů jsme v zásadě byli schopni vybrat dostupné ovladače z dříve vybraných produktů a implementovat je do specifičtějších modelů;pak na základě kompatibility fieldbus můžeme vybrat regulátory, které s nimi lze použít.Vhodné ovladače a odpovídající možnosti servomotoru, ale to je pouze ve fázi produktové řady.Dále musíme dále určit konkrétní model pohonu a motoru podle energetické náročnosti systému.
Podle setrvačnosti zátěže a pohybové křivky každé osy v požadavcích aplikace, pomocí jednoduchého fyzikálního vzorce F = m · a nebo T = J · α, není obtížné vypočítat jejich požadavek na točivý moment v každém časovém bodě pohybového cyklu.Můžeme převést požadavky na točivý moment a rychlost každé pohybové osy na straně zatížení na stranu motoru podle přednastaveného převodového poměru a na tomto základě přidat vhodné rezervy, vypočítat modely pohonu a motoru jeden po druhém a rychle sestavit návrh systému pro Před zadáním velkého množství pečlivých a zdlouhavých výběrových prací proveďte předem nákladově efektivní vyhodnocení alternativní produktové řady, čímž snížíte počet alternativ.
Tuto konfiguraci odhadnutou ze zátěžového momentu, požadované rychlosti a přednastaveného převodového poměru však nemůžeme brát jako konečné řešení energetického systému.Protože požadavky na točivý moment a rychlost motoru budou ovlivněny režimem mechanického převodu energetického systému a jeho poměrem rychlosti;zároveň je součástí zátěže pro převodovou soustavu i setrvačnost samotného motoru a motor je poháněn při provozu zařízení.Jde o celý přenosový systém včetně zátěže, převodového mechanismu a vlastní setrvačnosti.
V tomto smyslu není výběr systému napájení serva založen pouze na výpočtu točivého momentu a rychlosti každé pohybové osy…atd.Každá osa pohybu je sladěna s vhodnou pohonnou jednotkou.V zásadě je to vlastně založeno na hmotnosti/setrvačnosti zátěže, provozní křivce a možných modelech mechanické převodovky, do které se dosazují hodnoty setrvačnosti a jízdní parametry (momentově-frekvenční charakteristiky) různých alternativních motorů a porovnává se jeho točivý moment (nebo síla) s Obsazením otáček v charakteristické křivce, proces hledání optimální kombinace.Obecně řečeno, musíte projít následujícími kroky:
Na základě různých možností převodovky zmapujte rychlostní křivku a setrvačnost zátěže a každé součásti mechanické převodovky na stranu motoru;
Setrvačnost každého kandidátského motoru je superponována se setrvačností zátěže a převodového mechanismu mapovaného na stranu motoru a křivka požadavku na točivý moment se získá kombinací křivky rychlosti na straně motoru;
Porovnejte poměr a setrvačnost křivky otáček a točivého momentu motoru za různých podmínek a najděte optimální kombinaci pohonu, motoru, režimu převodovky a poměru otáček.
Vzhledem k tomu, že práce ve výše uvedených fázích musí být provedena pro každou osu v systému, je pracovní zátěž výběru výkonu servoproduktů ve skutečnosti velmi obrovská a většinu času při návrhu systému řízení pohybu se obvykle spotřebuje zde.Místo.Jak již bylo zmíněno dříve, je nutné odhadnout model pomocí točivého momentu, aby se snížil počet alternativ, a to je smysl.
Po dokončení této části práce bychom také měli určit některé důležité pomocné možnosti pohonu a motoru podle potřeby pro finalizaci jejich modelů.Mezi tyto pomocné možnosti patří:
Pokud je zvolen společný měnič stejnosměrné sběrnice, měly by být typy usměrňovacích jednotek, filtrů, tlumivek a spojovacích prvků stejnosměrné sběrnice (jako je propojovací deska sběrnice) určeny podle rozložení skříně;
Podle potřeby vybavte určitou osu (osy) nebo celý pohonný systém brzdovými odpory nebo regenerativními brzdnými jednotkami;
Zda je výstupní hřídel rotačního motoru drážkou pro pero nebo optický hřídel a zda má brzdu;
Lineární motor potřebuje určit počet statorových modulů podle délky zdvihu;
Servo zpětnovazební protokol a rozlišení, inkrementální nebo absolutní, jednootáčkový nebo víceotáčkový;
…
V tomto okamžiku jsme určili klíčové parametry různých alternativních značkových řad v systému řízení pohybu od ovladače po servopohony každé pohybové osy, model motoru a související mechanický převodový mechanismus.
Nakonec musíme také vybrat některé potřebné funkční komponenty pro systém řízení pohybu, jako jsou:
Pomocné (vřetenové) kodéry, které pomáhají určité ose (osám) nebo celému systému synchronizovat se s jinými neservopohybovými komponentami;
Vysokorychlostní I/O modul pro realizaci vysokorychlostního vstupu nebo výstupu vačky;
Různé elektrické propojovací kabely, včetně: napájecích kabelů servomotoru, kabelů zpětné vazby a brzd, komunikačních kabelů sběrnice mezi řidičem a řídicí jednotkou…;
…
Tímto způsobem je v podstatě dokončen výběr celého systému řízení pohybu servopohonu.
Čas odeslání: 28. září 2021