Penggerak langsung vs. servomotor rotary geared: Kuantifikasi kauntungan desain: Bagean 1

Tujuan Pembelajaran

• Sistem servo rotary donya nyata kurang saka kinerja becik amarga watesan teknis.
• Sawetara jinis servomotor rotary bisa menehi keuntungan kanggo pangguna, nanging saben duwe tantangan utawa watesan tartamtu.
• Servomotor rotary drive langsung nawakake kinerja sing paling apik, nanging luwih larang tinimbang gearmotor.

Wis pirang-pirang dekade, servomotors wis dadi salah sawijining alat sing paling umum ing kothak piranti otomatisasi industri. Sevromotors geared nawakake posisi, cocog kecepatan, camming elektronik, nduwurke tumpukan, tensioning, tightening aplikasi lan irit cocog daya servomotor kanggo mbukak. Iki nuwuhake pitakonan: apa servomotor geared pilihan sing paling apik kanggo teknologi gerakan rotary, utawa ana solusi sing luwih apik?

Ing jagad sing sampurna, sistem servo rotary bakal duwe rating torsi lan kacepetan sing cocog karo aplikasi supaya motor ora ukurane utawa ukurane kurang. Kombinasi motor, unsur transmisi, lan beban kudu duwe kaku torsi tanpa wates lan nol backlash. Sayange, sistem servo rotary donya nyata kurang saka becik iki kanggo werna-werna derajat.

Ing sistem servo khas, backlash ditetepake minangka mundhut saka gerakan antarane motor lan mbukak disebabake toleransi mechanical saka unsur transmisi; iki kalebu sembarang mundhut gerakan saindhenging gearboxes, sabuk, rentengan, lan couplings. Nalika mesin wiwitane powered ing, mbukak bakal ngawang nang endi wae ing tengah toleransi mechanical (Figure 1A).

Sadurunge beban dhewe bisa dipindhah dening motor, motor kudu muter kanggo njupuk munggah kabeh slack ana ing unsur transmisi (Figure 1B). Nalika motor wiwit decelerate ing mburi pamindhahan, posisi mbukak bisa bener nyusul posisi motor minangka momentum nindakake mbukak ngluwihi posisi motor.

Motor kudu maneh njupuk munggah slack ing arah ngelawan sadurunge nglamar torsi kanggo mbukak kanggo decelerate iku (Figure 1C). Mundhut gerakan iki diarani backlash, lan biasane diukur ing menit busur, padha karo 1/60 derajat. Gearboxes sing dirancang kanggo nggunakake servos ing aplikasi industri asring duwe spesifikasi backlash wiwit saka 3 nganti 9 menit busur.

Kaku torsi yaiku resistensi kanggo twisting poros motor, unsur transmisi, lan beban kanggo nanggepi aplikasi torsi. Sistem kaku tanpa wates bakal ngirimake torsi menyang beban tanpa defleksi sudut babagan sumbu rotasi; Nanging, malah batang baja ngalangi bakal corak rada ing mbukak abot. Gedhene defleksi beda-beda gumantung karo torsi sing ditrapake, materi unsur transmisi, lan wujude; intuisi, dawa, lancip bagean bakal corak luwih saka cendhak, lemak. Resistance kanggo twisting iki ndadekake spring coil bisa digunakake, amarga kompresi spring twists saben giliran kabel rada; kabel fatter ndadekake spring stiffer. Apa wae sing kurang saka kaku torsi tanpa wates nyebabake sistem tumindak minangka spring, tegese energi potensial bakal disimpen ing sistem amarga beban kasebut tahan rotasi.

Yen digabungake, kekakuan torsi lan backlash bisa nyuda kinerja sistem servo. Backlash bisa ngenalake kahanan sing durung mesthi, amarga encoder motor nuduhake posisi poros motor, ora ing endi backlash wis ngidini beban kanggo mapan. Backlash uga ngenalake masalah tuning minangka pasangan beban lan uncouples saka motor sedhela nalika beban lan motor mbalikke arah relatif. Saliyane backlash, kaku torsional winates nyimpen energi kanthi ngowahi sawetara energi kinetik motor lan mbukak dadi energi potensial, ngeculake mengko. Rilis energi sing telat iki nyebabake osilasi beban, ngindhuksi resonansi, nyuda hasil tuning maksimal sing bisa digunakake lan nduwe pengaruh negatif marang responsif lan wektu netepake sistem servo. Ing kabeh kasus, nyuda backlash lan nambah kaku sistem bakal nambah kinerja servo lan nyederhanakake tuning.

Konfigurasi servomotor sumbu Rotary

Konfigurasi sumbu rotary sing paling umum yaiku servomotor rotary kanthi encoder sing dibangun kanggo umpan balik posisi lan kotak gear kanggo cocog karo torsi lan kacepetan motor sing kasedhiya kanggo torsi lan kacepetan beban sing dibutuhake. Gearbox minangka piranti daya konstan sing minangka analog mekanik trafo kanggo cocog beban.

Konfigurasi hardware sing luwih apik nggunakake servomotor rotary drive langsung, sing ngilangi unsur transmisi kanthi langsung nyambungake beban menyang motor. Dene konfigurasi gearmotor nggunakake kopling menyang poros diameter sing relatif cilik, sistem drive langsung bolts beban langsung menyang flange rotor luwih gedhe. Konfigurasi iki ngilangi backlash lan nambah kaku torsi. Jumlah kutub sing luwih dhuwur lan gulungan torsi dhuwur saka motor drive langsung cocog karo karakteristik torsi lan kacepetan motor gear kanthi rasio 10: 1 utawa luwih dhuwur.