Сервопривод — это устройство передачи энергии, которое обеспечивает управление движением, требуемым электромеханическим оборудованием.Следовательно, проектирование и выбор сервосистемы на самом деле является процессом выбора соответствующих силовых и управляющих компонентов для электромеханической системы управления движением оборудования.Это включает в себя продукты, полученные в основном включают в себя:
Автоматический контроллер, используемый для управления положением движения каждой оси в системе;
Сервопривод, который преобразует мощность переменного или постоянного тока с фиксированным напряжением и частотой в управляемый источник питания, требуемый серводвигателем;
Серводвигатель, преобразующий переменную выходную мощность привода в механическую энергию;
Механизм механической передачи, передающий механическую кинетическую энергию на конечный груз;
…
Учитывая, что на рынке существует множество серий промышленных сервоприводов для боевых искусств, прежде чем перейти к выбору конкретного продукта, нам все равно необходимо сначала изучить основные потребности приложения управления движением оборудования, которое мы изучили, включая контроллеры, приводы, двигатели. просеивание осуществляется с помощью сервоприводов, таких как редукторы и т. д.
С одной стороны, этот отбор основан на отраслевых атрибутах, привычках применения и функциональных характеристиках оборудования, чтобы найти некоторые потенциально доступные серии продуктов и комбинации программ от многих брендов.Например, сервопривод в ветроэнергетике с переменным шагом в основном предназначен для управления положением угла лопасти, но используемые продукты должны быть в состоянии адаптироваться к суровым и суровым условиям работы;приложение сервопривода в печатном оборудовании использует управление фазовой синхронизацией между несколькими осями. В то же время оно более склонно использовать систему управления движением с функцией высокоточной регистрации;шинное оборудование уделяет больше внимания комплексному применению различных гибридных систем управления движением и общей автоматизации;пластиковое машинное оборудование требует, чтобы система использовалась в процессе обработки продукта.Управление крутящим моментом и положением обеспечивает специальные опции функций и алгоритмы параметров….
С другой стороны, с точки зрения позиционирования оборудования, в соответствии с уровнем производительности и экономическими требованиями оборудования, выберите серию продукта соответствующего редуктора от каждой марки.Например: если у вас не слишком высокие требования к производительности оборудования, и вы хотите сэкономить бюджет, вы можете выбрать экономичную продукцию;и наоборот, если у вас высокие требования к характеристикам работы оборудования по точности, быстродействию, динамическому отклику и т.д., то естественно необходимо увеличивать бюджетные затраты на него.
Кроме того, также необходимо учитывать факторы среды применения, включая температуру и влажность, пыль, уровень защиты, условия рассеивания тепла, стандарты электроснабжения, уровни безопасности и совместимость с существующими производственными линиями/системами и т. д.
Можно видеть, что основной выбор продуктов управления движением в значительной степени основан на производительности каждой серии брендов в отрасли.В то же время итеративное обновление требований к приложениям, выход новых брендов и новых продуктов также окажут на него определенное влияние..Поэтому для качественной работы по проектированию и выбору систем управления движением по-прежнему очень необходимы ежедневные отраслевые резервы технической информации.
После предварительного отбора имеющихся серий брендов мы можем в дальнейшем осуществить проектирование и подбор системы управления движением для них.
В это время необходимо определить платформу управления и общую архитектуру системы в соответствии с количеством осей движения в оборудовании и сложностью функциональных действий.Вообще говоря, количество осей определяет размер системы.Чем больше количество осей, тем выше требования к мощности контроллера.В то же время также необходимо использовать шинную технологию в системе для упрощения и сокращения контроллера и приводов.Количество соединений между линиями.Сложность функции движения повлияет на выбор уровня производительности контроллера и типа шины.Простое управление скоростью и положением в режиме реального времени требует использования только обычного контроллера автоматизации и полевой шины;высокопроизводительная синхронизация в реальном времени между несколькими осями (например, электронными передачами и электронными кулачками) требует как контроллера, так и полевой шины. Он имеет функцию высокоточной синхронизации часов, то есть необходимо использовать контроллер и промышленную шину, которые могут выполнять реальные -управление движением по времени;и если устройству необходимо выполнить плоскую или пространственную интерполяцию между несколькими осями или даже интегрировать управление роботом, то уровень производительности контроллера Требования еще выше.
Основываясь на вышеуказанных принципах, мы в основном смогли выбрать доступные контроллеры из ранее выбранных продуктов и внедрить их в более конкретные модели;затем на основе совместимости полевой шины мы можем выбрать контроллеры, которые можно с ними использовать.Соответствующий драйвер и соответствующие варианты серводвигателя, но это только на стадии серийного продукта.Далее нам необходимо дополнительно определить конкретную модель привода и двигателя в соответствии с потребляемой мощностью системы.
В соответствии с инерцией нагрузки и кривой движения каждой оси в требованиях к приложению, с помощью простой физической формулы F = m · a или T = J · α, несложно рассчитать требуемый крутящий момент в каждый момент времени в цикле движения.Мы можем преобразовать требования к крутящему моменту и скорости каждой оси движения со стороны нагрузки на сторону двигателя в соответствии с заданным передаточным отношением и на этой основе добавить соответствующие запасы, рассчитать модели привода и двигателя одну за другой и быстро составить Проект системы для Прежде чем приступить к большому количеству кропотливой и утомительной работы по выбору, заранее проведите рентабельную оценку альтернативных серий продуктов, тем самым сократив количество альтернатив.
Однако мы не можем принять эту конфигурацию, рассчитанную на основе крутящего момента нагрузки, требуемой скорости и заданного передаточного отношения, в качестве окончательного решения для энергосистемы.Поскольку требования к крутящему моменту и скорости двигателя будут зависеть от режима механической трансмиссии энергосистемы и ее соотношения скоростей;в то же время инерция самого двигателя также является частью нагрузки для системы трансмиссии, и двигатель приводится в движение во время работы оборудования.Это вся передаточная система, включая нагрузку, передаточный механизм и собственную инерцию.
В этом смысле выбор системы питания сервопривода основывается не только на расчете крутящего момента и скорости каждой оси движения… и т.д.Каждая ось движения согласована с подходящей силовой установкой.В принципе, он фактически основан на массе / инерции нагрузки, рабочей кривой и возможных моделях механической передачи, подставляя в нее значения инерции и параметры движения (моментно-частотные характеристики) различных альтернативных двигателей и сравнивая его крутящий момент (или сила) с нахождением скорости на характеристической кривой, процесс нахождения оптимального сочетания.Вообще говоря, вам нужно пройти следующие шаги:
На основе различных вариантов трансмиссии сопоставьте кривую скорости и инерцию нагрузки и каждого компонента механической трансмиссии со стороны двигателя;
Инерция каждого двигателя-кандидата накладывается на инерцию нагрузки и передаточного механизма, сопоставленного со стороной двигателя, и кривая требуемого крутящего момента получается путем объединения кривой скорости со стороны двигателя;
Сравните соответствие пропорции и инерции кривой скорости и крутящего момента двигателя в различных условиях и найдите оптимальное сочетание привода, двигателя, режима трансмиссии и передаточного числа.
Так как работу на вышеперечисленных этапах нужно проводить для каждой оси в системе, то объем работ по отбору мощности сервоприводов на самом деле очень велик, и здесь обычно затрачивается большая часть времени при проектировании системы управления движением.Место.Как упоминалось ранее, необходимо оценивать модель через потребность в крутящем моменте, чтобы уменьшить количество альтернатив, и в этом смысл.
После завершения этой части работы следует также определить некоторые важные вспомогательные опции привода и двигателя, необходимые для доработки их моделей.К таким вспомогательным опциям относятся:
Если выбран привод с общей шиной постоянного тока, типы выпрямительных блоков, фильтров, дросселей и компонентов подключения к шине постоянного тока (таких как объединительная плата шины) должны определяться в соответствии с расположением шкафа;
Оснастите определенную ось (оси) или всю приводную систему тормозными резисторами или блоками рекуперативного торможения по мере необходимости;
Является ли выходной вал вращающегося двигателя шпоночным пазом или оптическим валом, и есть ли у него тормоз;
Линейный двигатель должен определять количество модулей статора в соответствии с длиной хода;
Протокол обратной связи сервопривода и разрешение, инкрементное или абсолютное, однооборотное или многооборотное;
…
На данный момент мы определили ключевые параметры различных серий альтернативных брендов в системе управления движением от контроллера до сервоприводов каждой оси движения, модели двигателя и соответствующего механизма механической передачи.
Наконец, нам также необходимо выбрать некоторые необходимые функциональные компоненты для системы управления движением, такие как:
Вспомогательные (шпиндельные) энкодеры, которые помогают определенной оси или всей системе синхронизироваться с другими компонентами движения, не являющимися сервоприводами;
Модуль высокоскоростного ввода-вывода для реализации высокоскоростного ввода или вывода кулачка;
Различные электрические соединительные кабели, в том числе: кабели питания серводвигателя, кабели обратной связи и тормоза, кабели связи шины между драйвером и контроллером…;
…
Таким образом, выбор системы управления сервоприводом всего оборудования в основном завершен.
Время публикации: 28 сентября 2021 г.