Steifheit und Steifheit:
Die Steifheit bezieht sich auf die Fähigkeit des Materials oder der Struktur, einer elastischen Verformung zu widerstehen, wenn sie einer Kraft ausgesetzt wird, und ist eine Charakterisierung der Schwierigkeit der elastischen Verformung eines Materials oder einer Struktur. Die Steifheit eines Materials wird üblicherweise durch den Elastizitätsmodul E gemessen. Im makroelastischen Bereich ist die Steifheit der proportionale Koeffizient der Teillast und Verschiebung, der die Kraft ist, die erforderlich ist, um die Einheitsverschiebung zu verursachen. Sein Kehrwert wird Flexibilität genannt, die Verschiebung, die durch eine Einheitskraft verursacht wird. Die Steifheit kann in statische Steifheit und dynamische Steifheit unterteilt werden.
Die Steifheit (k) einer Struktur bezieht sich auf die Fähigkeit des elastischen Körpers, Verformung und Spannung zu widerstehen.
k = P / δ
P ist die konstante Kraft, die auf die Struktur wirkt, und δ ist die Verformung aufgrund der Kraft.
Die Rotationssteifigkeit (k) der rotierenden Struktur ist wie folgt:
k = M / θ
M ist das Moment und θ ist der Drehwinkel.
Beispielsweise ist das Stahlrohr relativ hart, im Allgemeinen ist die Verformung unter äußerer Kraft gering, während das Gummiband relativ weich ist und die durch dieselbe Kraft verursachte Verformung relativ groß ist. Dann sagen wir, dass das Stahlrohr starr ist und das Gummiband schwach und flexibel ist.
Bei der Anwendung eines Servomotors ist es eine typische starre Verbindung, den Motor und die Last durch Kupplung zu verbinden, während die typische flexible Verbindung darin besteht, den Motor und die Last mit einem Synchronriemen oder Riemen zu verbinden.
Motorsteifigkeit ist die Fähigkeit der Motorwelle, externen Drehmomentstörungen zu widerstehen. Wir können die Steifigkeit des Motors im Servotreiber einstellen.
Die mechanische Steifigkeit des Servomotors hängt von seiner Reaktionsgeschwindigkeit ab. Im Allgemeinen ist die Reaktionsgeschwindigkeit umso höher, je höher die Steifigkeit ist. Wenn sie jedoch zu hoch eingestellt wird, erzeugt der Motor mechanische Resonanz. Daher gibt es im Allgemeinen AC-Servoantriebsparameter Optionen zum manuellen Einstellen der Antwortfrequenz. Um die Antwortfrequenz entsprechend dem Resonanzpunkt der Maschine anzupassen, ist die Zeit und Erfahrung des Debugging-Personals erforderlich (tatsächlich das Anpassen der Verstärkungsparameter).
Im Positionsmodus des Servosystems wird der Motor durch Krafteinwirkung ausgelenkt. Wenn die Kraft groß und der Ablenkwinkel klein ist, wird das Servosystem als starr angesehen, andernfalls wird das Servosystem als schwach angesehen. Diese Steifigkeit kommt dem Konzept der Reaktionsgeschwindigkeit näher. Aus Sicht der Steuerung ist die Steifigkeit tatsächlich ein Parameter, der sich aus Geschwindigkeitsschleife, Positionsschleife und Zeitintegralkonstante zusammensetzt. Seine Größe bestimmt die Reaktionsgeschwindigkeit der Maschine.
Wenn Sie jedoch keine schnelle Positionierung und nur Genauigkeit benötigen, ist die Steifigkeit bei geringem Widerstand gering und Sie können eine genaue Positionierung erzielen, die Positionierungszeit ist jedoch lang. Da die Positionierung bei geringer Steifigkeit langsam ist, besteht bei schneller Reaktion und kurzer Positionierungszeit die Illusion einer ungenauen Positionierung.
Das Trägheitsmoment beschreibt die Trägheit der Bewegung des Objekts, und das Trägheitsmoment ist die Messung der Trägheit des Objekts um die Achse. Das Trägheitsmoment hängt nur mit dem Rotationsradius und der Masse des Objekts zusammen. Im Allgemeinen beträgt die Trägheit der Last mehr als das Zehnfache der Rotorträgheit des Motors.
Das Trägheitsmoment von Führungsschiene und Gewindespindel hat großen Einfluss auf die Steifigkeit des Servomotorantriebssystems. Bei fester Verstärkung ist es umso einfacher, ein Motorschütteln zu verursachen, je größer das Trägheitsmoment ist, je größer die Steifigkeit ist. Je kleiner das Trägheitsmoment ist, desto geringer ist die Steifigkeit, desto weniger wahrscheinlich ist es, dass der Motor wackelt. Es kann das Trägheitsmoment verringern, indem die Führungsschiene und die Schraubenstange durch einen kleineren Durchmesser ersetzt werden, um die Lastträgheit zu verringern und kein Schütteln des Motors zu erreichen.
Im Allgemeinen müssen wir bei der Auswahl des Servosystems neben der Berücksichtigung der Parameter wie Drehmoment und Nenndrehzahl des Motors auch die Trägheit berechnen, die vom mechanischen System auf die Motorwelle umgewandelt wird, und dann den Motor mit der entsprechenden Trägheit auswählen Größe gemäß den tatsächlichen Anforderungen an die mechanische Wirkung und den Qualitätsanforderungen der bearbeiteten Teile.
Beim Debuggen (manueller Modus) ist die korrekte Einstellung der Trägheitsverhältnisparameter die Voraussetzung dafür, dass die beste Effizienz von Mechanik- und Servosystemen voll ausgeschöpft wird.
Was ist Trägheitsanpassung?
Nach dem Gesetz von Niu Er:
Das erforderliche Drehmoment des Zuführsystems = Systemträgheitsmoment J × Winkelbeschleunigung θ
Je kleiner die Winkelbeschleunigung θ ist, desto länger ist die Zeit von der Steuerung bis zum Ende der Systemausführung und desto langsamer ist die Systemreaktion. Wenn sich θ ändert, ändert sich das Systemverhalten schnell und langsam, was sich auf die Bearbeitungsgenauigkeit auswirkt.
Nach Auswahl des Servomotors bleibt der maximale Ausgangswert unverändert. Wenn Sie möchten, dass die Änderung von θ klein ist, sollte J so klein wie möglich sein.
Das Systemträgheitsmoment J = Trägheitsmoment der Servomotorrotation JM + Trägheitsmoment JL der Motorwellenumwandlungslast.
Die Lastträgheit JL setzt sich aus der Trägheit des Arbeitstisches, der Vorrichtung, des Werkstücks, der Schraube, der Kupplung und anderer linearer und rotierender beweglicher Teile zusammen, die in die Trägheit der Motorwelle umgewandelt werden. JM ist die Trägheit des Servomotorrotors. Nach Auswahl des Servomotors ist dieser Wert ein fester Wert, während sich JL mit der Änderung der Werkstücklast ändert. Wenn Sie möchten, dass die Änderungsrate von J kleiner ist, ist es besser, den Anteil von JL kleiner zu machen. Im Allgemeinen weist der Motor mit geringer Trägheit eine gute Bremsleistung, eine schnelle Reaktion auf Start, Beschleunigung und Stopp sowie eine gute Hochgeschwindigkeits-Hin- und Herbewegung auf, die für einige Gelegenheiten mit geringer Last und hoher Geschwindigkeitspositionierung geeignet ist. Motoren mit mittlerer und großer Trägheit eignen sich für Anforderungen an große Lasten und hohe Stabilität, wie z. B. einige Kreisbewegungsmechanismen und einige Werkzeugmaschinenindustrien.
Die Steifigkeit des AC-Servomotors ist also zu groß und die Steifigkeit reicht nicht aus. Im Allgemeinen sollte die Verstärkung des AC-Servotreibers angepasst werden, um die Systemreaktion zu ändern. Die Trägheit ist zu groß und die Trägheit ist unzureichend. Es ist ein relativer Vergleich zwischen der Trägheitsänderung der Last und der Trägheit des AC-Servomotors.
Zusätzlich sollte der Einfluss des Reduzierstücks auf die starre Last berücksichtigt werden: Das Getriebe kann die Trägheitsanpassung ändern. Wenn das Trägheitsverhältnis der Last zum Motor mehr als 5 beträgt, wird im Allgemeinen angenommen, dass das Reduzierstück die Trägheitsanpassung verbessert. Das Trägheitsverhältnis ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Verzögerungsverhältnisses.
Beitragszeit: 02.09.2020