Servo ist ein Kraftübertragungsgerät, das die Steuerung für den Bewegungsvorgang bereitstellt, der von elektromechanischen Geräten benötigt wird.Daher ist das Design und die Auswahl des Servosystems eigentlich der Prozess der Auswahl geeigneter Leistungs- und Steuerungskomponenten für das elektromechanische Bewegungssteuerungssystem der Ausrüstung.Es geht um Die erhaltenen Produkte umfassen hauptsächlich:
Die automatische Steuerung zur Steuerung der Bewegungshaltung jeder Achse im System;
Servoantrieb, der Wechsel- oder Gleichstrom mit fester Spannung und Frequenz in die vom Servomotor benötigte geregelte Stromversorgung umwandelt;
Servomotor, der die vom Treiber abgegebene Wechselleistung in mechanische Energie umwandelt;
Der mechanische Übertragungsmechanismus, der die mechanische kinetische Energie auf die Endlast überträgt;
…
In Anbetracht der Tatsache, dass es auf dem Markt viele Kampfsportserien industrieller Servoprodukte gibt, müssen wir uns vor der Eingabe der spezifischen Produktauswahl zunächst noch nach den Grundanforderungen der Bewegungssteuerungsanwendung der Ausrüstung richten, die wir gelernt haben, einschließlich Steuerungen, Antrieben und Motoren Vorläufig Die Siebung erfolgt mit Servoprodukten wie Reduzierstücken usw.
Dieses Screening basiert einerseits auf den Branchenattributen, Anwendungsgewohnheiten und Funktionsmerkmalen der Geräte, um einige potenziell verfügbare Produktserien und Programmkombinationen vieler Marken zu finden.Zum Beispiel dient das Servo in der Windkraftanwendung mit variablem Pitch hauptsächlich der Positionssteuerung des Blattwinkels, aber die verwendeten Produkte müssen in der Lage sein, sich an die raue und raue Arbeitsumgebung anzupassen;Die Servoanwendung in der Druckausrüstung verwendet die Phasensynchronisationssteuerung zwischen mehreren Achsen. Gleichzeitig ist es eher geneigt, ein Bewegungssteuerungssystem mit hochpräziser Registrierungsfunktion zu verwenden.Reifenausrüstung widmet der umfassenden Anwendung einer Vielzahl von hybriden Bewegungssteuerungs- und allgemeinen Automatisierungssystemen mehr Aufmerksamkeit;Kunststoffmaschinenausrüstung erfordert, dass das System im Produktverarbeitungsprozess verwendet wird.Drehmoment- und Lageregelung bieten spezielle Funktionsmöglichkeiten und Parameteralgorithmen….
Andererseits wählen Sie unter dem Gesichtspunkt der Gerätepositionierung entsprechend dem Leistungsniveau und den wirtschaftlichen Anforderungen des Geräts die Produktserie des entsprechenden Getriebes jeder Marke aus.Beispiel: Wenn Sie keine allzu hohen Anforderungen an die Geräteleistung haben und Ihr Budget schonen möchten, können Sie sich für wirtschaftliche Produkte entscheiden;Umgekehrt, wenn Sie hohe Leistungsanforderungen für den Gerätebetrieb in Bezug auf Genauigkeit, Geschwindigkeit, Dynamik usw. haben, dann ist es natürlich notwendig, das Budget dafür zu erhöhen.
Darüber hinaus müssen auch die Faktoren der Anwendungsumgebung berücksichtigt werden, einschließlich Temperatur und Feuchtigkeit, Staub, Schutzstufe, Wärmeableitungsbedingungen, Elektrizitätsnormen, Sicherheitsstufen und Kompatibilität mit bestehenden Produktionslinien/Systemen usw.
Es ist ersichtlich, dass die primäre Auswahl an Bewegungssteuerungsprodukten weitgehend auf der Leistung der einzelnen Markenserien in der Branche basiert.Gleichzeitig werden auch die iterative Hochstufung der Anwendungsanforderungen, der Eintritt neuer Marken und neuer Produkte einen gewissen Einfluss darauf haben..Um bei der Entwicklung und Auswahl von Bewegungssteuerungssystemen gute Arbeit zu leisten, sind daher tägliche technische Informationsreserven der Industrie immer noch sehr notwendig.
Nach einem Vorscreening der verfügbaren Markenserien können wir für diese weiter die Auslegung und Auswahl des Bewegungssteuerungssystems durchführen.
Zu diesem Zeitpunkt ist es notwendig, die Steuerungsplattform und die Gesamtarchitektur des Systems gemäß der Anzahl der Bewegungsachsen in der Ausrüstung und der Komplexität der funktionalen Aktionen zu bestimmen.Generell bestimmt die Anzahl der Achsen die Größe des Systems.Je größer die Anzahl der Achsen, desto höher der Bedarf an Controller-Kapazität.Gleichzeitig ist auch der Einsatz von Bustechnik im System notwendig, um Steuerung und Antriebe zu vereinfachen und zu reduzieren.Die Anzahl der Verbindungen zwischen den Linien.Die Komplexität der Bewegungsfunktion wirkt sich auf die Wahl der Steuerungsleistungsstufe und des Bustyps aus.Eine einfache Echtzeit-Geschwindigkeits- und Positionssteuerung muss nur eine gewöhnliche Automatisierungssteuerung und einen Feldbus verwenden;Hochleistungs-Echtzeitsynchronisierung zwischen mehreren Achsen (z. B. elektronische Getriebe und elektronische Nocken) erfordert sowohl Controller als auch Feldbus -Zeitbewegungssteuerung;und wenn das Gerät die Ebenen- oder Rauminterpolation zwischen mehreren Achsen übernehmen oder sogar die Robotersteuerung integrieren soll, dann sind die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Steuerung noch höher.
Basierend auf den oben genannten Prinzipien konnten wir im Wesentlichen die verfügbaren Controller aus den zuvor ausgewählten Produkten auswählen und in spezifischere Modelle implementieren;Anhand der Kompatibilität des Feldbusses können wir dann die Steuerungen auswählen, die damit verwendet werden können.Den passenden Treiber und die entsprechenden Servomotoroptionen gibt es aber erst auf der Stufe der Produktserie.Als nächstes müssen wir das spezifische Modell des Antriebs und des Motors gemäß dem Leistungsbedarf des Systems weiter bestimmen.
Gemäß der Lastträgheit und der Bewegungskurve jeder Achse in den Anwendungsanforderungen ist es durch die einfache physikalische Formel F = m · a oder T = J · α nicht schwierig, ihren Drehmomentbedarf zu jedem Zeitpunkt im Bewegungszyklus zu berechnen.Wir können die Drehmoment- und Drehzahlanforderungen jeder Bewegungsachse von der Lastseite auf die Motorseite gemäß dem voreingestellten Übersetzungsverhältnis umrechnen und auf dieser Basis entsprechende Margen hinzufügen, die Antriebs- und Motormodelle einzeln berechnen und schnell erstellen Der Systementwurf für Vor der Eingabe einer Vielzahl akribischer und mühsamer Auswahlarbeiten, vorab eine kostengünstige Bewertung der alternativen Produktserien durchführen und dadurch die Anzahl der Alternativen reduzieren.
Diese aus Lastmoment, Drehzahlbedarf und voreingestelltem Übersetzungsverhältnis abgeschätzte Konfiguration können wir jedoch nicht als endgültige Lösung für das Antriebssystem nehmen.Weil die Drehmoment- und Drehzahlanforderungen des Motors durch den mechanischen Übertragungsmodus des Antriebssystems und seine Drehzahlverhältnisbeziehung beeinflusst werden;Gleichzeitig ist die Trägheit des Motors selbst auch Teil der Last für das Übertragungssystem, und der Motor wird während des Betriebs der Ausrüstung angetrieben.Es ist das gesamte Übertragungssystem einschließlich Last, Übertragungsmechanismus und seiner eigenen Trägheit.
In diesem Sinne basiert die Auswahl des Servoantriebssystems nicht nur auf der Berechnung des Drehmoments und der Geschwindigkeit jeder Bewegungsachse usw.Jeder Bewegungsachse ist ein passendes Aggregat zugeordnet.Im Prinzip basiert es tatsächlich auf der Masse/Trägheit der Last, der Betriebskurve und möglichen mechanischen Getriebemodellen, wobei die Trägheitswerte und Antriebsparameter (Moment-Frequenz-Kennlinien) verschiedener alternativer Motoren darin eingesetzt und verglichen werden sein Drehmoment (oder seine Kraft) mit der Belegung der Drehzahl in der Kennlinie, dem Prozess der Findung der optimalen Kombination.Im Allgemeinen müssen Sie die folgenden Schritte ausführen:
Bilden Sie basierend auf verschiedenen Übertragungsoptionen den Drehzahlverlauf und die Trägheit der Last und jeder mechanischen Übertragungskomponente auf der Motorseite ab;
Die Trägheit jedes Kandidatenmotors wird mit der Trägheit der Last und des auf der Motorseite abgebildeten Übertragungsmechanismus überlagert, und die Drehmomentbedarfskurve wird durch Kombinieren der Drehzahlkurve auf der Motorseite erhalten;
Vergleichen Sie den Anteil und die Trägheitsanpassung der Motordrehzahl- und Drehmomentkurve unter verschiedenen Bedingungen und finden Sie die optimale Kombination aus Antrieb, Motor, Getriebemodus und Drehzahlverhältnis.
Da die Arbeit in den oben genannten Phasen für jede Achse im System ausgeführt werden muss, ist der Arbeitsaufwand für die Leistungsauswahl von Servoprodukten tatsächlich sehr groß, und die meiste Zeit beim Entwurf des Bewegungssteuerungssystems wird normalerweise hier verbraucht.Ort.Wie bereits erwähnt, ist es notwendig, das Modell durch die Drehmomentanforderung zu schätzen, um die Anzahl der Alternativen zu reduzieren, und das ist die Bedeutung.
Nach Abschluss dieses Teils der Arbeit sollten wir auch einige wichtige Hilfsoptionen des Antriebs und des Motors bestimmen, die zur Fertigstellung ihrer Modelle erforderlich sind.Zu diesen Hilfsoptionen gehören:
Wenn ein gemeinsamer DC-Bus-Antrieb ausgewählt wird, sollten die Arten von Gleichrichtereinheiten, Filtern, Drosseln und DC-Bus-Verbindungskomponenten (z. B. Bus-Backplane) entsprechend der Verteilung des Schranks bestimmt werden;
Je nach Bedarf eine bestimmte Achse(n) oder das gesamte Antriebssystem mit Bremswiderständen oder regenerativen Bremseinheiten ausstatten;
ob die Ausgangswelle des rotierenden Motors eine Keilnut oder eine optische Welle ist und ob sie eine Bremse hat;
Der Linearmotor muss die Anzahl der Statormodule entsprechend der Hublänge bestimmen;
Servo-Feedback-Protokoll und -Auflösung, inkrementell oder absolut, Singleturn oder Multiturn;
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An dieser Stelle haben wir die wichtigsten Parameter der verschiedenen alternativen Markenserien im Bewegungssteuerungssystem von der Steuerung bis zu den Servoantrieben jeder Bewegungsachse, dem Modell des Motors und dem zugehörigen mechanischen Übertragungsmechanismus ermittelt.
Schließlich müssen wir auch einige notwendige Funktionskomponenten für das Bewegungssteuerungssystem auswählen, wie zum Beispiel:
Hilfs-(Spindel-)Encoder, die bestimmten Achsen oder dem gesamten System helfen, sich mit anderen Nicht-Servo-Bewegungskomponenten zu synchronisieren;
Highspeed-E/A-Modul zur Realisierung von Highspeed-Nockenein- oder -ausgaben;
Verschiedene elektrische Verbindungskabel, darunter: Servomotor-Leistungskabel, Feedback- und Bremskabel, Buskommunikationskabel zwischen dem Treiber und der Steuerung…;
…
Auf diese Weise ist die Auswahl des gesamten Servobewegungssteuerungssystems der Ausrüstung im Wesentlichen abgeschlossen.
Postzeit: 28. September 2021