Rigidez e rigidez:
Rigidez refere-se à capacidade do material ou estrutura de resistir à deformação elástica quando submetido à força e é uma caracterização da dificuldade de deformação elástica de um material ou estrutura. A rigidez de um material é geralmente medida pelo módulo de elasticidade E. Na faixa macroelástica, a rigidez é o coeficiente proporcional da carga parcial e do deslocamento, que é a força necessária para causar o deslocamento da unidade. Seu recíproco é chamado de flexibilidade, o deslocamento causado por uma força unitária. A rigidez pode ser dividida em rigidez estática e rigidez dinâmica.
A rigidez (k) de uma estrutura refere-se à capacidade do corpo elástico de resistir à deformação e tensão.
k = P / δ
P é a força constante atuando na estrutura e δ é a deformação devida à força.
A rigidez rotacional (k) da estrutura rotativa é a seguinte:
k = M / θ
M é o momento e θ é o ângulo de rotação.
Por exemplo, o tubo de aço é relativamente duro, geralmente a deformação sob força externa é pequena, enquanto o elástico é relativamente macio e a deformação causada pela mesma força é relativamente grande. Então dizemos que o tubo de aço é rígido e o elástico é fraco e flexível.
Na aplicação de servo motor, é uma conexão rígida típica para conectar o motor e a carga por acoplamento, enquanto a conexão flexível típica é para conectar o motor e carregar com correia ou correia síncrona.
A rigidez do motor é a capacidade do eixo do motor de resistir à interferência de torque externo. Podemos ajustar a rigidez do motor no servo driver.
A rigidez mecânica do servo motor está relacionada à sua velocidade de resposta. Geralmente, quanto maior a rigidez, maior a velocidade de resposta, mas se for ajustada muito alta, o motor produzirá ressonância mecânica. Portanto, em parâmetros gerais do servoconversor CA, existem opções para ajustar manualmente a frequência de resposta. Para ajustar a frequência de resposta de acordo com o ponto de ressonância da máquina, é necessário tempo e experiência do pessoal de depuração (na verdade, ajustar os parâmetros de ganho).
No modo de posição do servo sistema, o motor é desviado pela aplicação de força. Se a força for grande e o ângulo de deflexão pequeno, o servo sistema é considerado rígido, caso contrário, o servo sistema é considerado fraco. Essa rigidez está mais próxima do conceito de velocidade de resposta. Do ponto de vista do controlador, a rigidez é na verdade um parâmetro composto de malha de velocidade, malha de posição e constante de tempo integral. Seu tamanho determina a velocidade de resposta da máquina.
Mas se você não precisa de um posicionamento rápido e precisa apenas de precisão, então quando a resistência é pequena, a rigidez é baixa e você pode obter um posicionamento preciso, mas o tempo de posicionamento é longo. Como o posicionamento é lento quando a rigidez é baixa, a ilusão de posicionamento impreciso existirá no caso de resposta rápida e tempo de posicionamento curto.
O momento de inércia descreve a inércia do movimento do objeto, e o momento de inércia é a medição da inércia do objeto em torno do eixo. O momento de inércia está relacionado apenas ao raio de rotação e à massa do objeto. Geralmente, a inércia da carga é mais de 10 vezes a inércia do rotor do motor.
O momento de inércia do trilho guia e parafuso de avanço tem grande influência na rigidez do sistema de acionamento do servo motor. Sob ganho fixo, quanto maior for o momento de inércia, quanto maior for a rigidez, mais fácil será causar oscilação do motor; quanto menor o momento de inércia, quanto menor a rigidez, menor a probabilidade de o motor tremer. Pode-se reduzir o momento de inércia substituindo o trilho guia e a haste do parafuso por diâmetros menores, de modo a reduzir a inércia da carga para não conseguir balançar o motor.
Geralmente, na seleção do servo sistema, além de considerar os parâmetros como torque e velocidade nominal do motor, também precisamos calcular a inércia convertida do sistema mecânico para o eixo do motor, e então selecionar o motor com inércia adequada tamanho de acordo com os reais requisitos de ação mecânica e os requisitos de qualidade das peças usinadas.
Na depuração (modo manual), o ajuste correto dos parâmetros da razão de inércia é a premissa de dar pleno jogo à melhor eficiência dos sistemas mecânicos e servo.
O que é a correspondência de inércia?
De acordo com a Lei de Niu Er:
O torque necessário do sistema de alimentação = momento de inércia do sistema J × aceleração angular θ
Quanto menor for a aceleração angular θ, maior será o tempo desde o controlador até o final da execução do sistema e mais lenta será a resposta do sistema. Se θ mudar, a resposta do sistema mudará rápida e lentamente, o que afetará a precisão da usinagem.
Depois que o servo motor é selecionado, o valor máximo de saída permanece inalterado. Se você quiser que a mudança de θ seja pequena, J deve ser o menor possível.
O momento de inércia do sistema J = momento de inércia da rotação do servo motor JM + momento de inércia da carga de conversão do eixo do motor JL.
A inércia de carga JL é composta pela inércia da mesa de trabalho, dispositivo de fixação, peça de trabalho, parafuso, acoplamento e outras partes móveis lineares e rotativas convertidas para a inércia do eixo do motor. JM é a inércia do rotor do servo motor. Depois que o servo motor é selecionado, este valor é um valor fixo, enquanto JL muda com a mudança da carga da peça. Se você quiser que a taxa de variação de J seja menor, é melhor tornar a proporção de JL menor. De modo geral, o motor com pequena inércia tem bom desempenho de frenagem, resposta rápida para partida, aceleração e parada, e bom desempenho alternativo de alta velocidade, que é adequado para algumas ocasiões de carga leve e posicionamento de alta velocidade. Motores de inércia de médio e grande porte são adequados para grandes cargas e requisitos de alta estabilidade, como alguns mecanismos de movimento circular e algumas indústrias de máquinas-ferramenta.
Portanto, a rigidez do servo motor CA é muito grande e não é suficiente. Geralmente, o ganho do servo driver CA deve ser ajustado para alterar a resposta do sistema. A inércia é muito grande e a inércia é insuficiente. É uma comparação relativa entre a mudança de inércia da carga e a inércia do servo motor CA.
Além disso, a influência do redutor na carga rígida deve ser considerada: a caixa de engrenagens pode alterar o casamento de inércia. Geralmente, quando a relação de inércia da carga para o motor é maior que 5, o redutor é considerado para melhorar a correspondência de inércia. A relação de inércia é inversamente proporcional ao quadrado da relação de desaceleração.
Horário da postagem: 02/09/2020