Mashina dizayni uchun servo vosita tizimini tanlash servo vosita yoki servo haydovchi tizimini tashkil etuvchi komponentlarni tushunish bilan boshlanadi. Servo tizimlar ma'lum kerakli harakatlarni boshqarish uchun ishlatiladigan yopiq pastadir tizimlardir. Ular boshqariladigan mexanizmning holatini, tezligini va momentini aniq nazorat qilish uchun vosita va haydovchi o'rtasida doimiy ma'lumotni ta'minlaydigan qayta aloqa moslamasini o'z ichiga oladi.
QXR Yuqori samarali DDR motorli servo drayveri
Odatda, servo konstruktsiyalar tez tezlashtirish va sekinlashish uchun yukni haydashni o'z ichiga olgan yuqori dinamik tizimlardir. Ular to'rtta kvadrantda ishlaydi, ya'ni ular moment va tezlikni ham ijobiy, ham salbiy nazorat qila oladi.
Servo boshqaruvli tanlov tizimli yechimni talab qiladi. Boshqacha qilib aytganda, umumiy mexanik, elektr va dasturlash parametrlarini hisobga oladigan yaxlit yondashuv. Tizim mexanik yuklarni, harakat egri chizig'ini (shu jumladan joylashishni aniqlash talablarini), servo vosita xususiyatlarini va vosita va boshqa komponentlar joylashgan muhitni aniqlashni o'z ichiga oladi; Xususan, vosita deyarli doimiy tezlikda ishlayotganida, u tayyor mahsulotlarga, materiallarga va / yoki jarayonning o'ziga ta'sir qiladi.
Mexanik yuk va harakat egri parametrlari
Keling, mexanik yuk va harakat talablari nimani anglatishini tushunishdan boshlaylik. Nyutonning asosiy fizikasi tezlanishning ijobiy yoki manfiy bo'lishidan qat'i nazar, kuch (yoki aylanish yo'nalishidagi moment) massa (aylanish inertsiyasi) tezlashuviga proportsional ekanligini ta'kidlaydi. Harakat dizayni kontekstida mashina konstruktsiyasi o'ziga xos sifatga va u ko'taradigan yukning sifatiga ega.
Shuning uchun mexanik qismlarni - ayniqsa harakat sifatini va harakatning kerakli egri chizig'ini aniqlash muhim ahamiyatga ega. Aylanma harakatni chiziqli harakatga aylantirish usullari juda xilma-xildir va aniqlik, yuk, harakat dinamikasi va atrof-muhit kabi omillarga ta'sir qiladi.
Amaldagi mexanizm tushunilgandan so'ng, harakat dinamikasini tushunish eng yaxshi servomotor echimini aniqlash uchun muhimdir. Harakat egri chizig'i nafaqat bir nuqtadan ikkinchisiga harakatni, balki ushbu harakatda ishlatilishi mumkin bo'lgan funktsiyalarni ham o'z ichiga oladi, masalan, qismlarga ishlov berish bilan bog'liq bo'lgan surish. Tezlashtirish, bir xillik va sekinlashuv, shuningdek, yashash va pauza vaqtlari tizimning umumiy harakat egri chizig'iga kiritilgan. Indekslash harakatlari oddiy uchburchak harakati, o'zgaruvchan trapezoid yoki 1/3-1/3-1/3 (RMS momenti bilan bog'liq eng samarali harakat) bo'lishi mumkin.
Servo tizimni tanlash va tanlash vositasi
Ko'pgina sotuvchilar foydalanuvchilarga o'z ilovalarining harakat talablari asosida harakat profillarini yaratishda yordam berish uchun tanlash va tanlash vositalarini taklif qilishadi. Kollmorgen's Motioneering platformasi kabi ko'pgina dasturiy vositalar tezlashuv, harakat vaqti, masofa, tezlik va yashash vaqtini hisoblashda yordam beradigan turli xil harakat tavsiflarini taqdim etadi. 1-rasmda asosiy 1/{2}}/3-1/3 egri chizig‘i ko‘rsatilgan, tezlashuvni tekislash uchun 50 foiz tezlanish kiritilgan. Ushbu misolda biz 1 soniyada 8 dyuymni siljitishni tanladik va 50 foiz tezlashuv va 2 soniya turish vaqtidan foydalandik. Tizim harakatni 1/3 tezlanish vaqti, 1/3 doimiy tezlik va 1/3 sekinlashuv bo'yicha hisoblab chiqadi. Asbob tomonidan hisoblangan maksimal tezlik 720 dyuym/min. Siz "S" egri chizig'ini ko'rishingiz mumkin (50 foiz tezlashuv asosida). Bunga qo'shimcha ravishda, bu harakat uchun harakatning ko'ndalang qismiga surish yuki (qizil chiziq) qo'llanilishini ko'rish mumkin -- bu harakat egri chizig'i, ehtimol, ishlov berilmoqda. Kutish vaqtini 3 soniya sifatida ham ko'rish mumkin. Turish qismi juda muhim, chunki bu egri chiziq bilan bog'liq barcha parametrlar RMS momentini hisoblash uchun ishlatiladi, bu biz to'g'ri motorni tanlash uchun foydalanadigan metrik bo'ladi. Harakat egri chizig'idan tashqari, o'lchamlari, aniqligi va takrorlanuvchanligi nuqtai nazaridan yuklarning haqiqiy joylashuv talablarini tushunish ham muhimdir. Bunga to'g'ridan-to'g'ri qayta aloqa moslamalarini tanlash va (aniqroq) bo'shliq va moslashuvchanlik ko'rinishidagi mexanik armaturalarning bo'sh impulslari ta'sir qiladi.
Dizayn to'g'ridan-to'g'ri qo'zg'atuvchi vosita yechimidan foydalanmasa, u mexanik uzatishning bir turini o'z ichiga oladi. Aylanadigan chiziqli quvvat uzatish (aylanuvchi dvigatelning chiqishini milya harakatiga aylantirish) kasnaq haydovchisi yoki vintli vintlardek mexanizmlar yordamida amalga oshirilishi mumkin. Aylanadigan haydovchi retarder sifatida turli o'lchamdagi kasnaklardan foydalanish uchun vites qutisi yoki kamar qo'zg'aysan majmuasini o'z ichiga oladi. Ba'zi ilovalarda ko'chirilayotgan qismlar umumiy harakat massasiga sezilarli hissa qo'shadi. Maxsus holat - robotli tizimni tarqatish yoki qayta ishlash kabi -- ni o'zgartirish uchun ko'chirilishi kerak bo'lgan mashina milining massasi. Umumiy yuk o'zgarishi servo drayverni sozlashda omil bo'lishi mumkin.
Harakatdagi komponentlar o'zlarining inertsiyalarini yig'ib, uni motor miliga qaytarishlari kerak. Inertsiyaga qo'shimcha ravishda tashqi kuchlar, ishqalanish va samarasizlikni hisobga olish kerak.
Servo dizayndagi ekologik mulohazalar
Hali tugamadi. Servo dizaynini aniqlashda faqat ma'lum bir mavjud mexanizmlar kerakli harakatni, tashish hajmini va aniqligini iqtisodiy va samarali tarzda ta'minlashi mumkin. Ko'pincha e'tibordan chetda qoladigan narsa - bu servo tizim ishlaydigan muhit. Ko'pgina servomotorlar 40C haroratda ishlaydi - bu juda issiq muhit, lekin ko'plab zavod va sanoat sozlamalarida odatiy holdir.
Haydash elektronikasining issiqlikka chidamliligi unchalik yuqori emas va ular ham 40 daraja C darajasida baholanganligi sababli ular ishlayotgan joyda atrof-muhit haroratini boshqarish qiyin. Odatda, to'g'ri atrof-muhit sharoitlarini (harorat va namlik) saqlash uchun boshqaruv kabinasida majburiy sovutish talab qilinadi. Shuning uchun dvigatel va haydovchining joylashishini hisobga olish kerak. Albatta, vosita yuk ko'tarish mexanizmini boshqarish uchun to'g'ridan-to'g'ri qurilmaga o'rnatilishi yoki o'rnatilishi mumkin. Aksincha, markazlashtirilgan yechimdagi haydovchi boshqaruv kabinasida joylashgan -- uni odatda sovutish kerak.
Ishlab chiqaruvchilar vosita ishlayotgan atrof-muhit sharoitlariga qarab qisman vosita ishlashini belgilaydilar. Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, ko'plab dizaynerlar vosita 40 daraja C atrof-muhit harorati uchun mo'ljallangan deb hisoblashadi, lekin vaqti-vaqti bilan 25 daraja C vosita spetsifikatsiyasi taqdim etiladi. Shuning uchun, texnik xususiyatlarni ko'rib chiqishda e'lon qilingan mos yozuvlar qiymatlariga e'tibor qaratish lozim. Mashinaning atrof-muhit harorati nominal muhit haroratidan oshsa, vosita nominal quvvatga etib bormaydi.
Boshqa atrof-muhit sharoitlari motor bo'yoqlari va muhrlari va boshqa mexanik subkomponentlarga ta'sir qilishi mumkin. Chang, axloqsizlik, namlik, buzadigan amallar bilan yuvish, gigiena talablari, portlovchi muhit, vakuum muhiti va radiatsiya - bularning barchasi hozirgi og'ir muhitga moslashtirilgan jismoniy xususiyatlarga ega maxsus servomotorni talab qiladi.
Tanlov jarayoni
Kerakli vosita / haydovchi tizim tarkibini aniqlashda, erta tanlov harakatlarining katta qismi mexanik va atrof-muhitga tegishli. Endi, foydalanuvchi yakuniy mahsulotni tanlaganda, tizim tarkibidagi qolgan tizim komponentlarini hisobga olish kerak. Mexanik va atrof-muhit omillari qayta aloqa elementlari, simlar va boshqaruv arxitekturasining yakuniy tanloviga ta'sir qilishda davom etadi.
Fikr-mulohazalar va servo vosita xususiyatlari
Ta'rifga ko'ra, servo tizimlar ish paytida tezlikni, pozitsiyani va boshqa tizim parametrlarini o'lchaydigan qayta aloqa qurilmalariga ega. Ishlab chiqaruvchilar cheklangan imkoniyatlarga ega bo'lishi mumkin, ammo ta'sir yuki va joylashishni aniqlash aniqligi, shuningdek takroriylik kabi maxsus dastur parametrlarini diqqat bilan ko'rib chiqish muhimdir. Aylanadigan transformatorlar ko'pincha og'ir muhitda, ayniqsa yuqori ta'sirli yuklarda mukammal ishlashga ega. Aylanadigan transformator - bu yadro atrofida stator va rotor qismlari bo'lgan o'rash lasanidan iborat aylanadigan transformator. Ushbu konstruktsiya shisha disk elementlarini o'z ichiga olishi mumkin bo'lgan enkoderlarga qaraganda yuqori haroratli ishlash va yuqori zarba yuklariga ko'proq bardoshlik imkonini beradi.
Sinusoidal enkoderlar optimal joylashish aniqligi uchun 24 bitgacha va undan yuqori aniqlikni ta'minlay oladi. Ba'zi gibrid enkoderlar aylanadigan transformatorning mustahkamligini yaxshiroq piksellar bilan ta'minlashi mumkin. Ushbu aqlli enkoderlar sinus va kosinus signallarini sharhlaydigan va ularni tezlik va pozitsiyani qayta ishlashda foydalanish uchun servo drayverga uzatiladigan yuqori aniqlikdagi raqamli signalga aylantiruvchi elektron komponentlarga ega aylanadigan transformatorlarga asoslangan.
Hozirgi vaqtda so'nggi enkoderlar turli xil aloqa protokollarini (EnDAT, BiSS va DSL) taklif qiladi va servo drayverlar va kontrollerlar uchun optimal qayta aloqa signallariga erishishga yordam berish uchun yuqori aniqlik va past shovqin imkoniyatlarini ta'minlaydi.
Ilova talablariga bog'liq bo'lgan yana bir fikr-mulohaza tanlovi - bu siz mutlaq yoki qo'shimcha fikr-mulohazalarni xohlaysizmi. Aylanadigan tizimda uskunaning bir burilishidan foydalanib, 360 daraja aylanishni bajarganingizdan so‘ng 0 dan boshlab hisoblashingiz mumkin. Ko'p burilishli mutlaq enkoder tizimga nafaqat 360 graduslik aylanishda dvigatelning holatini, balki har bir yo'nalishda bajarilgan burilishlar sonini ham bilish imkonini beradi. Shunday qilib, u qaerdaligini aniq biladi. Buni va asboblar va boshqa o'qlar qaerda joylashganligini bilish muhimdir. Boshqa tomondan, oddiy incremental enkoderlar bir aylanishdagi pozitsiyani aniqlashi mumkin, lekin faqat quvvatni yoqish siklida nolni topgandan keyin. Natijada, foydalanuvchi qancha tsikl tugaganini yoki hatto mutlaq pozitsiyasini bilmaydi
yoqilganda 360 daraja aylanishda.
Servo vosita va servo drayverning o'ziga qo'shimcha ravishda, ikkalasi o'rtasidagi haqiqiy aloqa ham muhimdir. Kabelning egiluvchanligi (ruxsat etilgan bükme radiusi bilan belgilanadi), ayniqsa, kabel mil bilan harakatlanayotganda asosiy e'tibor hisoblanadi.
Kabel uzunligi ko'rib chiqilayotgan enkoder turi bilan cheklanishi mumkin. Kodlovchining signal kuchi bilan birgalikda impedans va kuchlanish pasayishi kabi kabel parametrlari uzunlikni hisobga olishning asosiy omillari hisoblanadi. Bozorda taqdim etilgan ba'zi yangi qurilmalar ketma-ket ma'lumotlarni drayverlarga (masalan, DSL, EnDat va BiSS) juda yuqori uzatish tezligida uzatadi, bu uzunlik, ayniqsa impedans va signal-shovqin nisbati ta'sir qiladi. Hatto ulagich ham "teskari aloqa" halqasida rol o'ynaydi, chunki ulagich ushbu qurilmalardan ishlab chiqarilgan turli signallarni qayta ishlashga muhtoj. Dvigatel kuchi bilan bog'liq yana bir kabel uzunligi omili bugungi PWM drayverlari bilan bog'liq yuqori kommutatsiya chastotalari bilan bog'liq. Dvigatelning quvvat simida shovqin bor. Kabel uzunroq bo'lganda va kabeldagi chastota to'lqin uzunligining yarmiga yaqinlashganda, antenna hosil bo'ladi. Antenna yuqori samarali tizimda mavjud bo'lmasligi kerak bo'lgan ma'lumotni yuboradi yoki oladi (bu holda shovqin hosil qiladi).
Oxirgi parametr: harakatni boshqarish va tarmoq -- markazlashtirilgan va markazlashtirilmagan
Umumiy dizayn jarayonining takrorlanishiga (va dizaynning boshqa belgilangan komponentlarini o'zgartirishga) olib kelishi mumkin bo'lgan yakuniy fikr tizim arxitekturasidir. Muhandis savol berishi kerak: markazlashtirilgan kabinetga qadoqlangan drayverlar, kontrollerlar va qo'llab-quvvatlovchi elektronika bilan markazlashtirilgan boshqaruv tizimiga e'tibor qaratishim kerakmi yoki drayverlarni mashina bo'ylab taqsimlash foydaliroq va iqtisodiy jihatdan samaralimi (tarqatilgan tizim yondashuvi)? Mashina bo'ylab tarqalib ketishi mumkin bo'lgan bir nechta o'qli mashina taqsimlangan yechim uchun ideal nomzod bo'ladi. Ushbu usul kabelga bo'lgan talablarni sezilarli darajada kamaytirishi va uzun kabellarni o'tkazish bilan bog'liq xarajatlarni va ushbu kabellar bilan birga keladigan simi uyalari va tayanchlarini tejash imkonini beradi. Bunga qo'shimcha ravishda, drayverni mashinadan olib tashlash, boshqaruv va qo'llab-quvvatlash elektron komponentlarini joylashtirish uchun zarur bo'lgan shkafning hajmini kamaytiradi, yana kabinet ichidagi xarajatlar va sovutish talablarini kamaytiradi. Boshqa tomondan, ixcham va kam o'qga ega mashinalar an'anaviydan foyda ko'rmaydi
markazlashtirilgan yondashuv.
xulosa
Ilova uchun servo tizimni tanlashda ko'p narsalarni hisobga olish kerak, ularning ko'pchiligi ushbu maqolada tasvirlangan. Komponentlarni tanlashga ta'sir qiluvchi boshqa tanlov tizimni boshqaradi. Boshqaruv turi odatda mashina dizayni muhokamalarining dastlabki bosqichida belgilanadi va turli omillarga bog'liq bo'lib, boshqaruv tanlovi odatda fieldbus aloqa standartlarini tanlashda qulflanadi.