Tuhosť a tuhosť:
Tuhosť sa vzťahuje na schopnosť materiálu alebo konštrukcie odolávať pružnej deformácii pri pôsobení sily a predstavuje charakterizáciu ťažkostí s pružnou deformáciou materiálu alebo konštrukcie. Tuhosť materiálu sa zvyčajne meria modulom pružnosti E. V makroelastickom rozmedzí je tuhosť proporcionálny koeficient zaťaženia a posunutia súčasti, čo je sila potrebná na vyvolanie posunu jednotky. Jeho recipročné sa nazýva flexibilita, posunutie spôsobené jednotkovou silou. Tuhosť možno rozdeliť na statickú tuhosť a dynamickú tuhosť.
Tuhosť (k) konštrukcie sa vzťahuje na schopnosť pružného tela odolávať deformácii a napätiu.
k = P / 5
P je konštantná sila pôsobiaca na konštrukciu a δ je deformácia spôsobená silou.
Rotačná tuhosť (k) rotujúcej konštrukcie je nasledovná:
k = M / 9
M je okamih a θ je uhol natočenia.
Napríklad oceľová rúrka je pomerne tvrdá, všeobecne je deformácia pôsobením vonkajšej sily malá, zatiaľ čo gumička je relatívne mäkká a deformácia spôsobená rovnakou silou je pomerne veľká. Potom hovoríme, že oceľové potrubie je tuhé a gumička je slabá a pružná.
Pri použití servomotora je to typické pevné spojenie na spojenie motora a záťaže spojením, zatiaľ čo typické flexibilné pripojenie je na pripojenie motora a záťaže pomocou synchrónneho pásu alebo remeňa.
Tuhosť motora je schopnosť hriadeľa motora odolávať vonkajšiemu rušeniu krútiacim momentom. Môžeme nastaviť tuhosť motora v servopohone.
Mechanická tuhosť servomotora súvisí s rýchlosťou jeho odozvy. Všeobecne platí, že čím vyššia je tuhosť, tým vyššia je rýchlosť odozvy, ale ak je nastavená príliš vysoká, motor bude produkovať mechanickú rezonanciu. Preto vo všeobecnosti existujú parametre AC servopohonu, ktoré umožňujú ručné nastavenie frekvencie odozvy. Na nastavenie frekvencie odozvy podľa rezonančného bodu stroja je potrebný čas a skúsenosti personálu ladenia (v skutočnosti úprava parametrov zosilnenia).
V režime polohy servosystému sa motor vychyľuje pôsobením sily. Ak je sila veľká a uhol vychýlenia malý, potom sa servo systém považuje za tuhý, inak sa servo systém považuje za slabý. Táto tuhosť sa blíži ku konceptu rýchlosti odozvy. Z pohľadu regulátora je tuhosť vlastne parameter zložený z rýchlostnej slučky, pozičnej slučky a časovej integrálnej konštanty. Jeho veľkosť určuje rýchlosť odozvy stroja.
Pokiaľ ale nepotrebujete rýchle polohovanie a potrebujete iba presnosť, potom je odpor malý, tuhosť nízka a môžete dosiahnuť presné polohovanie, ale doba polohovania je dlhá. Pretože je polohovanie pomalé, keď je tuhosť nízka, v prípade rýchlej odozvy a krátkeho času polohovania bude existovať ilúzia nepresného polohovania.
Moment zotrvačnosti popisuje zotrvačnosť pohybu objektu a momentom zotrvačnosti je meranie zotrvačnosti objektu okolo osi. Moment zotrvačnosti súvisí iba s polomerom otáčania a hmotnosťou objektu. Zotrvačnosť zaťaženia je vo všeobecnosti viac ako 10-násobok zotrvačnej hmotnosti rotora motora.
Moment zotrvačnosti vodiacej koľajnice a vodiacej skrutky má veľký vplyv na tuhosť systému pohonu servomotora. Pri pevnom zosilnení platí, že čím väčší je moment zotrvačnosti, tým väčšia je tuhosť, tým ľahšie je možné chvenie motora; čím menší je moment zotrvačnosti, tým menšia je tuhosť, tým je menšia pravdepodobnosť, že sa motor zatrasie. Môže znížiť moment zotrvačnosti výmenou vodiacej koľajnice a skrutkovej tyče za menší priemer, aby sa znížila zotrvačná hmotnosť zaťaženia a nedochádzalo k pretrepávaniu motora.
Všeobecne platí, že pri výbere servosystému musíme okrem zohľadnenia parametrov, ako sú krútiaci moment a menovité otáčky motora, vypočítať aj zotrvačnú hmotnosť prevedenú z mechanického systému na hriadeľ motora a potom zvoliť motor s príslušnou zotrvačnou hmotnosťou. veľkosť podľa skutočných požiadaviek na mechanické pôsobenie a požiadaviek na kvalitu obrábaných častí.
Pri ladení (manuálny režim) je správne nastavenie parametrov pomeru zotrvačnosti predpokladom poskytnutia plnej hry najlepšej účinnosti mechanických a servosystémov.
Čo je zhoda zotrvačnosti?
Podľa zákona Niu Er:
Požadovaný krútiaci moment napájacieho systému = moment zotrvačnosti systému J × uhlové zrýchlenie θ
Čím menšie je uhlové zrýchlenie θ, tým dlhší je čas od radiča do konca vykonania systému, a tým pomalšia je odozva systému. Ak sa zmení θ, odozva systému sa zmení rýchlo a pomaly, čo ovplyvní presnosť obrábania.
Po výbere servomotora zostáva maximálna výstupná hodnota nezmenená. Ak chcete, aby bola zmena θ malá, potom by mala byť J čo najmenšia.
Moment zotrvačnosti systému J = moment zotrvačnosti rotácie servomotora JM + moment zotrvačnosti JL motora pri premene zaťaženia.
Zotrvačná záťaž JL sa skladá zo zotrvačnej hmotnosti pracovného stola, upínacieho prípravku, obrobku, skrutky, spojky a ďalších lineárnych a rotačných pohyblivých častí prevedených na zotrvačnú hmotnosť hriadeľa motora. JM je zotrvačnosť rotora servomotora. Po výbere servomotora je táto hodnota pevnou hodnotou, zatiaľ čo JL sa mení so zmenou zaťaženia obrobku. Ak chcete, aby rýchlosť zmeny J bola menšia, je lepšie zmenšiť podiel JL. Všeobecne možno povedať, že motor s malou zotrvačnosťou má dobrý brzdný výkon, rýchlu odozvu na rozbeh, akceleráciu a zastavenie a dobrý vratný výkon pri vysokej rýchlosti, čo je vhodné pri niektorých situáciách pri malom zaťažení a pri vysokej rýchlosti. Motory so strednou a veľkou zotrvačnosťou sú vhodné pre veľké zaťaženie a vysoké požiadavky na stabilitu, ako sú napríklad mechanizmy kruhového pohybu a niektoré odvetvia obrábacích strojov.
Takže tuhosť AC servomotora je príliš veľká a tuhosť nestačí. Všeobecne by sa mal zisk AC servo budiča upraviť tak, aby sa zmenila odozva systému. Zotrvačnosť je príliš veľká a zotrvačnosť nedostatočná. Ide o relatívne porovnanie medzi zmenou zotrvačnosti záťaže a zotrvačnosťou striedavého servomotora.
Okrem toho je potrebné vziať do úvahy vplyv reduktora na tuhé zaťaženie: prevodovka môže meniť prispôsobenie zotrvačnej hmotnosti. Spravidla, keď je zotrvačný pomer záťaže k motoru väčší ako 5, reduktor sa považuje za lepší na prispôsobenie zotrvačnej hmotnosti. Pomer zotrvačnosti je nepriamo úmerný druhej mocnine pomeru spomalenia.
Čas zverejnenia: 2. september 2020