在伺服应用中,使用反馈装置来控制线性或旋转系统的扭矩,位置或速度,伺服应用中负载惯量与电机惯量之比是系统性能的关键因素。低惯性比,允许电机更精确地控制负载并避免过冲和振荡,提高系统响应性。如果不能改变负载的实际惯性,则在系统中增加一个减速机可以减少反射回电机的负载惯量。
变速箱通过齿轮比的平方减小反射负载惯性,因此增加变速箱可以显着提高系统的惯性比。变速箱还将来自电动机的扭矩乘以与变速比成比例的量,同时将所需的电动机速度降低相同的量。在某些应用中,这意味着可以使用更小的电动机,并且电动机可以以更高,更有效的速度运行。
但是,任何变速箱都可以减少负载惯量,倍增扭矩和降低转速,那么为什么许多伺服应用都使用行星减速机呢?因为行星减速机比其他齿轮类型具有更高的刚度,更小的间隙,更高的效率和更低的噪音。
行星减速机使用三种齿轮类型来传递扭矩:行星齿轮,太阳齿轮和齿圈。连接的电动机驱动太阳齿轮,太阳齿轮位于齿轮组件的中心。多个行星齿轮与太阳齿轮和齿圈啮合,齿轮固定并固定在齿轮箱壳体内。当太阳齿轮旋转时,它驱动行星齿轮在其自身轴上旋转并围绕太阳齿轮旋转。行星齿轮的位置由托架设定,托架也包括输出轴。
在这种布置中,负载在多个齿轮齿之间共享,这为行星齿轮设计提供了高刚度并有助于实现低间隙,在某些设计中低至1至2弧分。高刚度对于需要频繁启停循环或旋转方向变化的应用也很重要。
行星式设计紧凑,在小型整体包装中提供高减速比。这种紧凑的设计还意味着它们具有低惯性,这在伺服应用中尤其有用,因为减速机惯性直接增加了电机必须平衡的负载惯量。虽然行星减速机与其他齿轮箱设计一样,可以用润滑脂或油润滑,但大多数都由制造商用润滑脂润滑,并且在减速机的使用寿命期间不需要重新润滑或维护。
单级行星减速机(如上所述)通常可以提供低至3:1或高至10:1的减速比。通过在串联布置中结合两个或三个行星级,多级减速机提供更高的比率。为此,外齿圈的长度增加,并且第一行星级的托架驱动下一级的太阳齿轮。因为它们是以串联方式连接的,所以各个级的减少量相乘以得到最终的输出减少量。例如,包含5:1级和3:1级的多级变速箱将具有15:1的输出比。与标准单级设计相比,多级设计提供了更好的扭矩 -尺寸比,但却牺牲了效率。
行星减速机可以使用直齿轮或斜齿轮。正齿轮提供更高的扭矩额定值,但螺旋齿轮具有更高的接触比(在任何给定时间啮合的齿数)。这种更高的接触比允许螺旋设计以更低的噪音,更高的刚度和更小的间隙运行,使得螺旋行星减速机成为伺服应用的首选。
仿真原理图如下 单片机源程序如下: /******************************************************************************* * 文 件 名 : main.c * 函数功能 : LCD 显示控制中断初始化主程序 *******************************************************************************/ #include reg52.h #include stdio.h #include lcd.h #include key.h sbit mot
附详细文档+源程序 /
德系的系统中,对于停止运动,定义了3种模式,比如的KUKA机器人分别定义了 Stop 0 ,Stop 1,Stop 2 。 这种定义模式是与机器人的结构和结构相关联的。 图一 对于此,读者应该先了解工业机器人上伺服的结构,以及驱动器()的供电模式。 ABB Robot 电机链接机构 ABB机器人本体(机械臂)需要六个自由度,所提供的动力来自于6个三相交流伺服电机(Servo Motor),每个交流电机除了三组线圈绕组导线外,还有其他部件的引出线:一组接PTC,一组接刹车(Brake),还有(Resolver)有三组导线个电机的刹车电路并联成一路,PTC温度6个是串联成一路
高惯量的伺服电机就比较粗大,力矩大,适合大力矩的但不很快往复运动的场合。因为高速运动到停止,驱动器要产生很大的反向驱动电压来停止这个大惯量,发热就很大了。 小中大惯量的优势 一般来说,小惯量的电机制动性能好,启动,加速停止的反应很快,高速往复性好,适合于一些轻负载,高速定位的场合,如一些直线高速定位机构。中,大惯量的电机适用大负载,平稳要求比较高的场合,如一些圆周运动机构和一些机床行业。 如果负载比较大或是加速特性比较大,而选择了小惯量的电机,可能对电机轴损伤太大,选择应该根据负载的大小,加速度的大小等等因素来选择,一般的选型手册上有相关的能量计算公式。 伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制,最佳值为负载惯量与电机转子惯量
近年来,永磁同步电机(最常见的伺服电机类型)以其轻型化、高性能、高能效的特性,广泛应用于工业自动化领域。尤其是今年,在国家大力推动机器人产业发展的背景下,永磁同步电机作为机器人的核心动力部件,其研发、生产、应用等各方面都成为行业的关注重点。 永磁同步电机能效标识势在必行 但伴随着永磁同步电机广泛的应用,其效率、能耗问题也变得越发突出。针对此,国家近期出台了针对永磁同步电机的节能规范(CQC31-461122-2014),规范中规定了对永磁同步电机的效率试验方法和适用范围。并在今年年初,中国标准化研究院在中国能效标识网上发文,宣布预计将于2015年下半年强制实施永磁同步电机能效标识认证制度,其认证标准参考节能规
能效标识执行在即 /
核心技术缺失,对整个制造业来说,都是难题。对机器人来说,核心技术的短板直接成为了机器人的短板,我国的伺服电机、减速机和控制器,尽管在逆境中不断突破,但好像并未尽如人意。今天就伺服电机来讨论讨论,到底国产还差在哪里? 首先,我们的伺服电机不是做不好,准确来说,有些重要的地方还没做好。 从市场来看,许多伺服电机厂家目前只求生存,只能停在中低端市场。市场需不同,伺服电机也分低、中、高端,目前的高端市场一直被外资品牌占据,国产高端伺服电机只能夹缝中求生存,才能分得一小杯羹。这也直接导致了,很多国内厂家在目前阶段只能先争夺中、低端市场,先求生存,再打江山。 从生产角度看,伺服电机批量生产的质量很容易参差不齐,一致性难以保证,过程质量检验还没
伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分,被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中。尤其是应用于控制交流永磁同步电机的伺服驱动器已经成为国内外研究热点。 一、伺服电机驱动器简介 伺服电机驱动器用来控制伺服电机的一种控制器,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位,产品实物图如下图1所示。 图 1 伺服电机驱动应用原理图 二、伺服电机驱动器原理简介 目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,可以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍
驱动器的应用 /
1 引言 CAN(Controller Area Network)总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯局域网络,由于其高性能、高可靠性、实时性好及其独特的设计,已广泛应用于控制系统中的各检测和执行机构之间的数据通讯,在工控领域兴起应用高潮。 而伺服电机具有结构紧凑、控制轻易、运行稳定、响应快等优异特性,已越来越成为现代产业自动化系统中的一个重要执行元件。在自动化程度高、需精确控制速度、位置、力矩等的场合,如印刷机械、造纸机械、纺织机械、产业机器人、高速电梯、数控机床等重要行业中,得到了普遍的应用。 德国伦茨公司生产的伺服电机由于提供了CAN总线接口,使其很轻易挂接到CAN总线上,通过CAN总线进行数据传输与控
编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号,前者称为码盘,后者称为码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种;按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。 增量伺服电机编码器介绍 增量编码除了普通编码器的ABZ信号外,增量型伺服编码器还有UVW信号,国产和早期的进口伺服大都采用这样的形式,线比较多。 增量式编码器
及其控制 (寇宝泉,程树康编著)
控制
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