Servo là một thiết bị truyền lực cung cấp khả năng điều khiển cho hoạt động chuyển động theo yêu cầu của thiết bị cơ điện.Do đó, việc thiết kế và lựa chọn hệ thống servo thực chất là quá trình lựa chọn các bộ phận điều khiển và công suất thích hợp cho hệ thống điều khiển chuyển động cơ điện của thiết bị.Nó liên quan đến Các sản phẩm nhận được chủ yếu bao gồm:
Bộ điều khiển tự động dùng để điều khiển tư thế chuyển động của từng trục trong hệ thống;
Ổ đĩa servo chuyển đổi nguồn AC hoặc DC với điện áp và tần số cố định thành nguồn điện được điều khiển theo yêu cầu của động cơ servo;
Động cơ servo chuyển đổi đầu ra điện xoay chiều từ trình điều khiển thành năng lượng cơ học;
Cơ cấu truyền động cơ học truyền động năng cơ học đến tải trọng cuối cùng;
…
Xem xét rằng có rất nhiều dòng sản phẩm servo công nghiệp võ thuật trên thị trường, trước khi bước vào lựa chọn sản phẩm cụ thể, trước tiên chúng ta vẫn cần theo nhu cầu cơ bản của ứng dụng điều khiển chuyển động thiết bị mà chúng ta đã học, bao gồm bộ điều khiển, truyền động, động cơ Sơ bộ sàng lọc được thực hiện với các sản phẩm servo như bộ giảm tốc…v.v.
Một mặt, quá trình sàng lọc này dựa trên các thuộc tính của ngành, thói quen ứng dụng và đặc điểm chức năng của thiết bị để tìm ra một số tổ hợp chương trình và chuỗi sản phẩm tiềm năng có sẵn từ nhiều thương hiệu.Ví dụ, servo trong ứng dụng độ cao thay đổi năng lượng gió chủ yếu là điều khiển vị trí của góc lưỡi dao, nhưng các sản phẩm được sử dụng cần có khả năng thích ứng với môi trường làm việc khắc nghiệt và khắc nghiệt;ứng dụng servo trong thiết bị in sử dụng điều khiển đồng bộ pha giữa nhiều trục Đồng thời, nó có xu hướng sử dụng hệ thống điều khiển chuyển động có chức năng đăng ký độ chính xác cao hơn;thiết bị lốp xe chú ý nhiều hơn đến ứng dụng toàn diện của nhiều hệ thống điều khiển chuyển động lai và tự động hóa chung;thiết bị máy nhựa yêu cầu hệ thống sử dụng trong quá trình gia công sản phẩm.Kiểm soát mô-men xoắn và vị trí cung cấp các tùy chọn chức năng đặc biệt và thuật toán tham số….
Mặt khác, từ góc độ định vị thiết bị, theo mức hiệu suất và yêu cầu kinh tế của thiết bị, chọn loạt sản phẩm của thiết bị tương ứng từ mỗi thương hiệu.Ví dụ: nếu bạn không có yêu cầu quá cao về hiệu suất của thiết bị và bạn muốn tiết kiệm ngân sách của mình, bạn có thể chọn các sản phẩm tiết kiệm;ngược lại, nếu bạn có yêu cầu hiệu suất cao đối với hoạt động của thiết bị về độ chính xác, tốc độ, phản ứng động, v.v., thì đương nhiên cần phải tăng đầu vào ngân sách cho nó.
Ngoài ra, cũng cần tính đến các yếu tố môi trường ứng dụng bao gồm nhiệt độ và độ ẩm, bụi, cấp độ bảo vệ, điều kiện tản nhiệt, tiêu chuẩn điện năng, mức độ an toàn, khả năng tương thích với dây chuyền/hệ thống sản xuất hiện có…v.v.
Có thể thấy rằng việc lựa chọn chính các sản phẩm điều khiển chuyển động phần lớn dựa trên hiệu suất của từng dòng thương hiệu trong ngành.Đồng thời, việc nâng cấp lặp đi lặp lại các yêu cầu ứng dụng, sự gia nhập của các thương hiệu mới và sản phẩm mới cũng sẽ có tác động nhất định đến nó..Do đó, để làm tốt công việc thiết kế và lựa chọn hệ thống điều khiển chuyển động, việc dự trữ thông tin kỹ thuật công nghiệp hàng ngày vẫn rất cần thiết.
Sau khi sàng lọc sơ bộ loạt thương hiệu có sẵn, chúng tôi có thể tiếp tục thiết kế và lựa chọn hệ thống điều khiển chuyển động cho chúng.
Tại thời điểm này, cần xác định nền tảng điều khiển và kiến trúc tổng thể của hệ thống theo số lượng trục chuyển động trong thiết bị và mức độ phức tạp của các hành động chức năng.Nói chung, số lượng trục xác định kích thước của hệ thống.Số lượng trục càng nhiều thì yêu cầu về công suất bộ điều khiển càng cao.Đồng thời, cũng cần sử dụng công nghệ bus trong hệ thống để đơn giản hóa và giảm bộ điều khiển và truyền động.Số lượng kết nối giữa các dòng.Độ phức tạp của chức năng chuyển động sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn mức hiệu suất của bộ điều khiển và loại bus.Điều khiển vị trí và tốc độ thời gian thực đơn giản chỉ cần sử dụng bộ điều khiển tự động hóa thông thường và bus trường;đồng bộ hóa thời gian thực hiệu suất cao giữa nhiều trục (chẳng hạn như bánh răng điện tử và cam điện tử) yêu cầu cả bộ điều khiển và bus trường. Nó có chức năng đồng bộ hóa đồng hồ có độ chính xác cao, nghĩa là cần sử dụng bộ điều khiển và bus công nghiệp có thể thực hiện thực -thời gian điều khiển chuyển động;và nếu thiết bị cần hoàn thành phép nội suy mặt phẳng hoặc không gian giữa nhiều trục hoặc thậm chí tích hợp điều khiển robot, thì mức hiệu suất của bộ điều khiển Các yêu cầu thậm chí còn cao hơn.
Dựa trên các nguyên tắc trên, về cơ bản chúng tôi đã có thể chọn các bộ điều khiển có sẵn từ các sản phẩm đã chọn trước đó và triển khai chúng cho các mô hình cụ thể hơn;sau đó dựa trên khả năng tương thích của fieldbus, chúng ta có thể chọn các bộ điều khiển có thể được sử dụng với chúng.Trình điều khiển phù hợp và các tùy chọn động cơ servo tương ứng, nhưng đây chỉ là ở giai đoạn của loạt sản phẩm.Tiếp theo, chúng ta cần xác định thêm mô hình ổ đĩa và động cơ cụ thể theo nhu cầu năng lượng của hệ thống.
Theo quán tính tải trọng và đường cong chuyển động của từng trục trong yêu cầu ứng dụng, thông qua công thức vật lý đơn giản F = m · a hoặc T = J · α, không khó để tính toán mômen xoắn của chúng yêu cầu tại từng thời điểm trong chu kỳ chuyển động.Chúng ta có thể chuyển đổi các yêu cầu về mô-men xoắn và tốc độ của từng trục chuyển động ở đầu tải sang phía động cơ theo tỷ số truyền đặt trước, trên cơ sở đó, thêm các lề thích hợp, tính toán từng mô hình ổ đĩa và động cơ, và nhanh chóng vẽ lên dự thảo hệ thống cho Trước khi bước vào một số lượng lớn công việc lựa chọn tỉ mỉ và tẻ nhạt, hãy thực hiện đánh giá hiệu quả chi phí của loạt sản phẩm thay thế trước, do đó giảm số lượng các lựa chọn thay thế.
Tuy nhiên, chúng ta không thể lấy cấu hình ước tính này từ mô-men xoắn tải, yêu cầu tốc độ và tỷ số truyền định sẵn làm giải pháp cuối cùng cho hệ thống điện.Bởi vì các yêu cầu về mô-men xoắn và tốc độ của động cơ sẽ bị ảnh hưởng bởi chế độ truyền cơ học của hệ thống điện và mối quan hệ tỷ lệ tốc độ của nó;đồng thời, quán tính của bản thân động cơ cũng là một phần tải trọng của hệ thống truyền động và động cơ được truyền động trong quá trình vận hành thiết bị.Nó là toàn bộ hệ thống truyền động bao gồm tải trọng, cơ cấu truyền động và quán tính của chính nó.
Theo nghĩa này, việc lựa chọn hệ thống trợ lực servo không chỉ dựa trên việc tính toán mô-men xoắn và tốc độ của từng trục chuyển động, v.v.Mỗi trục chuyển động được kết hợp với một đơn vị năng lượng phù hợp.Về nguyên tắc, nó thực sự dựa trên khối lượng/quán tính của tải, đường cong vận hành và các mô hình truyền động cơ học có thể có, thay thế các giá trị quán tính và thông số truyền động (đặc tính tần số mô-men xoắn) của các động cơ thay thế khác nhau vào đó và so sánh momen (hay lực) của nó với Sự chiếm chỗ của vận tốc trong đường đặc tính, quá trình tìm tổ hợp tối ưu.Nói chung, bạn cần trải qua các bước sau:
Dựa trên các tùy chọn truyền khác nhau, ánh xạ đường cong tốc độ và quán tính của tải và từng thành phần truyền cơ khí sang phía động cơ;
Quán tính của mỗi động cơ ứng cử viên được đặt chồng lên với quán tính của tải và cơ cấu truyền động được ánh xạ tới phía động cơ, và đường cong nhu cầu mô-men xoắn có được bằng cách kết hợp đường cong tốc độ ở phía động cơ;
So sánh tỷ lệ và quán tính phù hợp của tốc độ động cơ và đường cong mô-men xoắn trong các điều kiện khác nhau và tìm ra sự kết hợp tối ưu giữa truyền động, động cơ, chế độ truyền và tỷ số tốc độ.
Do công việc ở các giai đoạn trên cần được thực hiện cho từng trục trong hệ thống nên khối lượng công việc lựa chọn công suất của các sản phẩm servo thực sự rất lớn và phần lớn thời gian trong thiết kế hệ thống điều khiển chuyển động thường được tiêu tốn ở đây.Địa điểm.Như đã đề cập trước đó, cần ước tính mô hình thông qua nhu cầu mô-men xoắn để giảm số lượng các phương án, và đây là ý nghĩa.
Sau khi hoàn thành phần công việc này, chúng ta cũng nên xác định một số phương án phụ trợ quan trọng của truyền động và động cơ cần thiết để hoàn thiện mô hình của mình.Các tùy chọn phụ trợ này bao gồm:
Nếu ổ đĩa xe buýt DC chung được chọn, các loại bộ chỉnh lưu, bộ lọc, cuộn kháng và các thành phần kết nối xe buýt DC (chẳng hạn như bảng nối đa năng xe buýt) phải được xác định theo phân phối của tủ;
Trang bị (các) trục nhất định hoặc toàn bộ hệ thống truyền động các điện trở hãm hoặc bộ hãm tái tạo khi cần thiết;
Trục đầu ra của động cơ quay là rãnh then hay trục quang, và nó có phanh không;
Động cơ tuyến tính cần xác định số lượng mô-đun stato theo chiều dài hành trình;
Giao thức và độ phân giải phản hồi séc-vô, gia tăng hoặc tuyệt đối, một lượt hoặc nhiều lượt;
…
Tại thời điểm này, chúng tôi đã xác định các thông số chính của loạt thương hiệu thay thế khác nhau trong hệ thống điều khiển chuyển động từ bộ điều khiển đến ổ đĩa servo của từng trục chuyển động, kiểu động cơ và cơ cấu truyền động cơ học liên quan.
Cuối cùng, chúng ta cũng cần lựa chọn một số thành phần chức năng cần thiết cho hệ thống điều khiển chuyển động, chẳng hạn như:
Bộ mã hóa phụ trợ (trục chính) giúp (các) trục nhất định hoặc toàn bộ hệ thống đồng bộ hóa với các thành phần chuyển động không phải servo khác;
Mô-đun I/O tốc độ cao để thực hiện đầu vào hoặc đầu ra cam tốc độ cao;
Các loại cáp kết nối điện khác nhau, bao gồm: cáp nguồn động cơ servo, cáp phản hồi và phanh, cáp giao tiếp bus giữa người lái và bộ điều khiển…;
…
Bằng cách này, việc lựa chọn toàn bộ hệ thống điều khiển chuyển động servo của thiết bị về cơ bản đã hoàn thành.
Thời gian đăng: 28-09-2021