Жесткость и жесткость:
Жесткость относится к способности материала или конструкции противостоять упругой деформации при воздействии силы и является характеристикой трудности упругой деформации материала или конструкции. Жесткость материала обычно измеряется модулем упругости E. В макроэластическом диапазоне упругости жесткость - это коэффициент, пропорциональный частичной нагрузке и смещению, то есть силе, необходимой для создания смещения единицы. Его обратное называется гибкостью - смещение, вызванное единичной силой. Жесткость можно разделить на статическую жесткость и динамическую жесткость.
Жесткость (k) конструкции относится к способности упругого тела противостоять деформации и растяжению.
к = P / δ
P - постоянная сила, действующая на конструкцию, а δ - деформация под действием силы.
Вращательная жесткость (k) вращающейся конструкции следующая:
к = M / θ
M - момент, θ - угол поворота.
Например, стальная труба относительно твердая, обычно деформация под действием внешней силы мала, в то время как резиновая лента относительно мягкая, а деформация, вызванная той же силой, относительно велика. Тогда мы говорим, что стальная труба жесткая, а резинка - слабая и гибкая.
При применении серводвигателя это типичное жесткое соединение для соединения двигателя и нагрузки посредством сцепления, в то время как типичное гибкое соединение предназначено для соединения двигателя и нагрузки с помощью синхронного ремня или ремня.
Жесткость двигателя - это способность вала двигателя противостоять влиянию внешнего крутящего момента. Мы можем отрегулировать жесткость двигателя в сервоприводе.
Механическая жесткость серводвигателя связана со скоростью его отклика. Как правило, чем выше жесткость, тем выше скорость отклика, но если она настроена слишком высоко, двигатель будет создавать механический резонанс. Поэтому в общих параметрах сервопривода переменного тока есть варианты ручной настройки частоты отклика. Чтобы отрегулировать частоту отклика в соответствии с точкой резонанса машины, требуется время и опыт отладчика (фактически, регулировка параметров усиления).
В режиме позиционирования сервосистемы двигатель отклоняется под действием силы. Если сила велика, а угол отклонения мал, то сервосистема считается жесткой, в противном случае сервосистема считается слабой. Эта жесткость ближе к понятию скорости отклика. С точки зрения контроллера, жесткость - это фактически параметр, состоящий из контура скорости, контура положения и постоянной интеграла времени. Его размер определяет скорость отклика машины.
Но если вам не нужно быстрое позиционирование, а нужна только точность, тогда, когда сопротивление невелико, жесткость мала, и вы можете добиться точного позиционирования, но время позиционирования велико. Поскольку позиционирование происходит медленно при низкой жесткости, иллюзия неточного позиционирования будет существовать в случае быстрого отклика и короткого времени позиционирования.
Момент инерции описывает инерцию движения объекта, а момент инерции - это измерение инерции объекта вокруг оси. Момент инерции связан только с радиусом вращения и массой объекта. Как правило, инерция нагрузки более чем в 10 раз превышает инерцию ротора двигателя.
Момент инерции направляющей и ходового винта имеет большое влияние на жесткость системы привода серводвигателя. При фиксированном усилении, чем больше момент инерции, чем больше жесткость, тем легче вызвать сотрясение двигателя; Чем меньше момент инерции, тем меньше жесткость, тем меньше вероятность сотрясения двигателя. Он может уменьшить момент инерции, заменив направляющую и винтовой стержень на меньший диаметр, чтобы уменьшить инерцию нагрузки и избежать раскачивания двигателя.
Как правило, при выборе сервосистемы, помимо учета таких параметров, как крутящий момент и номинальная скорость двигателя, нам также необходимо рассчитать инерцию, преобразованную из механической системы в вал двигателя, а затем выбрать двигатель с соответствующей инерцией. размер в соответствии с фактическими требованиями к механическому воздействию и требованиями к качеству обрабатываемых деталей.
При отладке (ручной режим) правильная установка параметров отношения инерции является предпосылкой для обеспечения максимальной эффективности механических и сервосистем.
Что такое согласование по инерции?
Согласно закону Ниу Эр:
Требуемый крутящий момент системы подачи = момент инерции системы J × угловое ускорение θ
Чем меньше угловое ускорение θ, тем больше время от контроллера до конца работы системы и тем медленнее реакция системы. Если θ изменяется, реакция системы будет меняться быстро и медленно, что повлияет на точность обработки.
После выбора серводвигателя максимальное выходное значение остается неизменным. Если вы хотите, чтобы изменение θ было небольшим, J должно быть как можно меньше.
Момент инерции системы J = момент инерции вращения серводвигателя JM + момент инерции нагрузки преобразования вала двигателя JL.
Инерция нагрузки JL складывается из инерции рабочего стола, приспособления, заготовки, винта, муфты и других линейных и вращающихся движущихся частей, преобразованной в инерцию вала двигателя. JM - это инерция ротора серводвигателя. После выбора серводвигателя это значение является фиксированным, а JL изменяется с изменением нагрузки на заготовку. Если вы хотите, чтобы скорость изменения J была меньше, лучше уменьшить долю JL. В общем, двигатель с небольшой инерцией обладает хорошими тормозными характеристиками, быстрой реакцией на запуск, ускорение и остановку, а также хорошими характеристиками возвратно-поступательного движения на высоких скоростях, что подходит для некоторых случаев небольшой нагрузки и высокоскоростного позиционирования. Двигатели со средним и большим моментом инерции подходят для больших нагрузок и требований высокой устойчивости, таких как некоторые механизмы кругового движения и некоторые станкостроительные отрасли.
Таким образом, жесткость серводвигателя переменного тока слишком велика, а жесткости недостаточно. Как правило, коэффициент усиления сервопривода переменного тока следует регулировать, чтобы изменить реакцию системы. Инерция слишком велика, а инерция недостаточна. Это относительное сравнение между изменением инерции нагрузки и инерцией серводвигателя переменного тока.
Кроме того, следует учитывать влияние редуктора на жесткую нагрузку: редуктор может изменять согласование по инерции. Обычно, когда отношение инерции нагрузки к двигателю больше 5, считается, что редуктор улучшает согласование по инерции. Коэффициент инерции обратно пропорционален квадрату коэффициента замедления.
Время публикации: сентябрь-02-2020