0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что лучше шаговый двигатель или серводвигатель

Сервопривод

Сервопри́вод (от лат. servus — слуга, помощник, раб), или следя́щий при́вод — механический привод с автоматической коррекцией состояния через внутреннюю отрицательную обратную связь, в соответствии с параметрами, заданными извне.

Содержание

  • 1 Описание
  • 2 Состав сервопривода
  • 3 Сравнение с шаговым двигателем
  • 4 Виды сервопривода
  • 5 Применение
    • 5.1 Серводвигатель
  • 6 См. также
  • 7 Ссылки

Описание [ править | править код ]

Сервоприводом является любой тип механического привода (устройства, рабочего органа), имеющий в составе датчик (положения, скорости, усилия и т. п.) и блок управления приводом (электронную схему или механическую систему тяг), автоматически поддерживающий необходимые параметры на датчике (и, соответственно, на устройстве) согласно заданному внешнему значению (положению ручки управления или численному значению от других систем).

Проще говоря, сервопривод является «автоматическим точным исполнителем» — получая на вход значение управляющего параметра (в режиме реального времени), он «своими силами» (основываясь на показаниях датчика) стремится создать и поддерживать это значение на выходе исполнительного элемента.

К сервоприводам, как к категории приводов, относится множество различных регуляторов и усилителей с отрицательной обратной связью, например, гидро-, электро-, пневмоусилители ручного привода управляющих элементов (в частности, рулевое управление и тормозная система на тракторах и автомобилях), однако термин «сервопривод» чаще всего (и в данной статье) используется для обозначения электрического привода с обратной связью по положению, применяемого в автоматических системах для привода управляющих элементов и рабочих органов.

Сервоприводы в настоящее время применяются в высокопроизводительном оборудовании следующих отраслей: машиностроение; автоматические линии производства: напитков, упаковки, стройматериалов, электроники и т. д., подъемно-транспортная техника; полиграфия; деревообработка, пищевая промышленность. [ источник не указан 1469 дней ]

Состав сервопривода [ править | править код ]

  1. Привод — например, электромотор с редуктором, или пневмоцилиндр,
  2. Датчик обратной связи — например, датчик угла поворота выходного вала редуктора (энкодер),
  3. Блок питания и управления (он же преобразователь частоты / сервоусилитель / инвертор / servodrive).
  4. Вход/конвертер/датчик управляющего сигнала/воздействия (может быть в составе блока управления).

Простейший блок управления электрического сервопривода может быть построен на схеме сравнения значений датчика обратной связи и задаваемого значения, с подачей напряжения соответствующей полярности (через реле) на электродвигатель. Более сложные схемы (на микропроцессорах) могут учитывать инерцию приводимого элемента и реализовывать плавный разгон и торможение электродвигателем для уменьшения динамических нагрузок и более точного позиционирования (например, привод головок в современных жёстких дисках).

Для управления сервоприводами или группами сервоприводов можно использовать специальные ЧПУ-контроллеры, которые можно построить на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК).

Мощность двигателей: от 0,05 до 15 кВт.
Крутящие моменты (номинальные): от 0,15 до 50 Н·м.

Сравнение с шаговым двигателем [ править | править код ]

Другим вариантом точного позиционирования приводимых элементов без датчика обратной связи является применение шагового двигателя. В этом случае схема управления отсчитывает необходимое количество импульсов (шагов) от положения репера (этой особенности обязан характерный шум шагового двигателя в дисководах 3,5″ и CD/DVD при попытках повторного чтения). При этом точное позиционирование обеспечивается параметрическими системами с отрицательной обратной связью, которые образуются взаимодействующими между собой соответствующими полюсами статора и ротора шагового двигателя. Cистема управления шаговым двигателем, активизирующая соответствующий полюс статора, формирует cигнал задания для соответствующей параметрической системы .

Так как датчик обычно контролирует приводимый элемент, электрический сервопривод имеет следующие преимущества перед шаговым двигателем:

  • не предъявляет особых требований к электродвигателю и редуктору — они могут быть практически любого нужного типа и мощности (а шаговые двигатели, как правило, маломощны и тихоходны);
  • гарантирует максимальную точность, автоматически компенсируя:
    • механические (люфты в приводе) или электронные сбои привода;
    • постепенный износ привода, шаговому же двигателю для этого требуется периодическая юстировка;
    • тепловое расширение привода (при работе или сезонное), это было одной из причин перехода на сервопривод для позиционирования головок в жестких дисках;
    • обеспечивая немедленное выявление отказа (выхода из строя) привода (по механической части или электронике);
  • большая возможная скорость перемещения элемента (у шагового двигателя наименьшая максимальная скорость по сравнению с другими типами электродвигателей);
  • затраты энергии пропорциональны сопротивлению элемента (на шаговый двигатель постоянно подаётся номинальное напряжение с запасом по возможной перегрузке);

Недостатки в сравнении с шаговым двигателем

  • необходимость в дополнительном элементе — датчике;
  • сложнее блок управления и логика его работы (требуется обработка результатов датчика и выбор управляющего воздействия, а в основе контроллера шагового двигателя — просто счётчик);
  • проблема фиксирования: обычно решается постоянным притормаживанием перемещаемого элемента либо вала электродвигателя (что ведёт к потерям энергии) либо применение червячных/винтовых передач (усложнение конструкции) (в шаговом двигателе каждый шаг фиксируется самим двигателем).
  • сервоприводы, как правило, дороже шаговых.

Сервопривод, однако, возможно использовать и на базе шагового двигателя или в дополнение к нему до некоторой степени совместив их достоинства и устранив конкуренцию между ними (сервопривод осуществляет грубое позиционирование в зону действия соответствующей параметрической системы шагового двигателя, а последняя осуществляет окончательное позиционирование при относительно большом моменте и фиксации положения).

Проблемы фиксирования никакой нет в сервоприводе в отличие от шагового. Высокоточное позиционирование и удержание в заданной позиции обеспечивается работой электрической машины в вентильном режиме, суть которого сводится к её работе в качестве источника силы. В зависимости от рассогласования положения (и других координат электропривода) формируется задание на силу. При этом несомненным преимуществом сервопривода является энергоэффективность: ток подается только в том необходимом для того объеме, чтобы удержать рабочий орган в заданном положении. В противоположность шаговому режиму, когда подается максимальное значение тока, определяющее угловую характеристику машины. Угловая характеристика машины аналогична при малых отклонениях механической пружине, которая пытается «притянуть» рабочий орган в нужную точку. В шаговом приводе чем больше рассогласование положения, тем больше сила при неизменном токе.

Виды сервопривода [ править | править код ]

1. Сервопривод вращательного движения

2. Сервопривод линейного движения

  • Плоский
  • Круглый

Синхронный сервопривод — позволяет точно задавать угол поворота (с точностью до угловых минут), скорость вращения, ускорение. Разгоняется быстрее асинхронного, но во много раз дороже.

Асинхронный сервопривод (Асинхронная машина с датчиком скорости) — позволяет точно задавать скорость, даже на низких оборотах.

Линейные двигатели — могут развивать огромные ускорения (до 70 м/с²).

3. По принципу действия

  • Электромеханический
  • Электрогидромеханический

У электромеханического сервопривода движение формируется электродвигателем и редуктором.

У электрогидромеханического сервопривода движение формируется системой поршень-цилиндр. У данных сервоприводов быстродействие на порядок выше в сравнении с электромеханическими.

Применение [ править | править код ]

Сервоприводы применяются для точного (по датчику) позиционирования (чаще всего) приводимого элемента в автоматических системах:

  • управляющие элементы механической системы (заслонки, задвижки, углы поворота)
  • рабочие органы и заготовки в станках и инструментах

Сервоприводы вращательного движения используются для:

Сервоприводы линейного движения используются, например, в автоматах установки электронных компонентов на печатную плату.

Серводвигатель [ править | править код ]

Серводвигатель — сервопривод с мотором, предназначенный для перемещения выходного вала в нужное положение (в соответствии с управляющим сигналом) и автоматического активного удержания этого положения.

Серводвигатели применяются для приведения в движение устройств управляемых поворотом вала — как открытие и закрытие клапанов, переключатели и так далее.

Важными характеристиками сервомотора являются динамика двигателя, равномерность движения, энергоэффективность.

Серводвигатели широко применяются в промышленности, например, в металлургии, в станках с ЧПУ, прессо-штамповочном оборудовании, автомобильной промышленности, тяговом подвижном составе железных дорог.

В основном в сервоприводах использовались 3-полюсные коллекторные двигатели, в которых тяжелый ротор с обмотками вращается внутри магнитов.

Первое усовершенствование, которое было применено — увеличение количества обмоток до 5. Таким образом, вырос вращающий момент и скорость разгона. Второе усовершенствование — это изменение конструкции мотора. Стальной сердечник с обмотками очень сложно раскрутить быстро. Поэтому конструкцию изменили — обмотки находятся снаружи магнитов и исключено вращение стального сердечника. Таким образом, уменьшился вес двигателя, уменьшилось время разгона и возросла стоимость.

Ну и наконец, третий шаг — применение бесколлекторных двигателей. У бесколлекторных двигателей выше КПД, так как нет щёток и скользящих контактов. Они более эффективны, обеспечивают большую мощность, скорость, ускорение, вращающий момент.

Серводвигатель принцип работы

Серводвигатель

Сервопривод с мотором, предназначенный для приведения в движение устройств управления через поворот выходного вала, применяются в таких областях, как открытие и закрытие клапанов, переключатели и так далее.

Важными характеристиками сервомотора являются динамика двигателя, равномерность движения, энергоэффективность.

Серводвигатели широко применяются в промышленности, например, в металлургии, в станках с ЧПУ, прессо-штамповочном оборудовании, автомобильной промышленности, тяговом подвижном составе .

В основном в сервоприводах использовались 3-полюсные коллекторные двигатели, в которых тяжелый ротор с обмотками вращается внутри магнитов.

Читать еще:  Tomahawk запуск двигателя с брелка

Области использования устройства

В современном мире, когда автоматизация заняла прочные позиции во всех областях машиностроения, конструкция всех механизмов заметно унифицировалась. При этом применяются современные индивидуальные приводы.

Для того, чтобы понять, сервопривод, что это такое, следует знать сферу применения устройства.

Устройства содержат прецизионные конструкции поддержания скорости в промышленных роботах и станках с высокой точностью. Они монтируются на сверлильных оборудованиях, в различных системах транспорта и механизмах вспомогательного характера.

Самое широкое применение приборы нашли в следующих сферах:

  • изготовление бумаги и упаковок;
  • изготовление листов из металла;
  • обрабатывание материалов;
  • производство транспортного оборудования;
  • изготовление стройматериалов.

Что такое серводвигатель (сервопривод)

Серводвигатель (сервопривод) – это электрический мотор с управлением через обратную отрицательную связь, которая позволяет точно управлять параметрами движения, чтобы достичь необходимой скорости или получить нужный угол поворота. В состав серводвигателя входят непосредственно сам электродвигатель, датчик обратной связи, блок питания и управления.

Положительные стороны серводвигателя (сервопривода)

·Высокая мощность при малых размерах;

·Высокий крутящий момент;

·Быстрый разгон и торможение;

·Постоянное и бесперебойное отслеживание положения;

·Низкий уровень шума, отсутствие вибраций и резонанса;

·Широкий диапазон скорости вращения;

·Высокая скорость разгона;

·Стабильная работа в широком диапазоне скоростей;

·Малая масса и компактная конструкция;

·Низкий расход электроэнергии при малых нагрузках.

Отрицательные стороны серводвигателя (сервопривода)

·Требовательность к периодическому обслуживанию (например, с заменой щеток);

·Сложность устройства (наличие датчика, блока питания и управления) и логики его работы.

Принцип работы

Программа управления серводвигателями Mach3

Основным аспектом функционирования серводвигателей является условия его работы в рамках системы G-кодов, то есть команд управления, содержащихся в специальной программе.

Если рассматривать данный вопрос на примере ЧПУ, то сервомоторы функционируют во взаимодействии с преобразователями, которые изменяют величину напряжения на якоре или на возбуждающей обмотке двигателя, исходя из уровня входного напряжения.

Обычно управление всей системой производится с помощью стойки ЧПУ. При получении команды из стойки пройти определенное расстояние вдоль координатной оси Х, в субблоке цифрового аналогового преобразователя стойки создается напряжение некоторой величины, которое передается для питания привода указанной координаты. В сервомоторе начинается вращение ходового винта, с которым связан энкодер и исполнительный орган станка. В первом происходит выработка импульсов, подсчитываемых стойкой.

Программа предусматривает, что некоторое количество сигналов с энкодера соответствует определенному расстоянию прохождения исполняющего механизма.

При получении нужного количества импульсов аналоговый преобразователь выдает нулевое значение выходного напряжения, и сервомотор останавливается. В случае смещения под внешним воздействием рабочих элементов станка на энкодере формируется импульс, обсчитываемый стойкой, на привод подается напряжение рассогласования, и якорь двигателя поворачивается до получения нулевого значения рассогласования. В результате обеспечивается точное удержание рабочего элемента станка в заданном положении.

Схема и типы сервоприводов

Принцип работы сервопривода основан на обратной связи с одним или несколькими системными сигналами.

Выходной показатель подается на вход, где сравнивается его значение с задающим действием и выполняются необходимые действия — например, выключается двигатель.

Самым простым вариантов реализации является переменный резистор, который управляется валом — при изменении параметров резистора меняются параметры питающего двигатель тока.

В реальных сервоприводов механизм управления гораздо сложнее и использует встроенные микросхемы-контроллеры. В зависимости от типа используемого механизма обратной связи выделяют аналоговые и цифровые сервоприводы. Первые используют что-то похожее на потенциометр, вторые — контроллеры.

Вся схема управления серво находится внутри корпуса, управляющие сигналы и питание подаются, как правило, идут по трем проводам: земля, напряжение питания и управляющий сигнал.

Сервопривод непрерывного вращения 360, 180 и 270 градусов

Выделяют два основных вида серводвигателей — с непрерывным вращением и с фиксированным углом (чаще всего, 180 или 270 градусов).

Отличие серво ограниченного вращения заключается в механических элементах конструкции, которые могут блокировать движение вала вне заданных параметрами углов. Достигнув угла 180, вал окажет воздействие на ограничитель, а тот отдаст команду на выключение мотора. У серводвигателей непрерывного вращения таких ограничителей нет.

Материалы шестерней сервопривода

У большинства сервоприводов связующим звеном между валом и внешними элементами является шестеренка, поэтому очень важно, из какого материала она сделана. Наиболее доступных вариантов два: металлические или пластмассовые шестерни

В более дорогих моделях можно найти элементы из карбона и даже титана.

Пластмассовые варианты, естественно, дешевле, проще в производстве.

Металлические шестеренки надежнее, но это сказывается на цене и на весе модели. Экономные производители могут сделать часть деталей пластмассовыми, а часть металлическими, это тожно нужно иметь в виду. Ну и, естественно, что в самых дешевых моделях даже наличие металлической шестеренки не является гарантией качества.

Титановые или карбоновые шестерни — самый предпочтительный вариант, если вы не ограничены бюджетом. Легкие и надежные, такие сервоприводы активно используются для создания моделей автомобилей, дронов и самолетов.

Преимущества серводвигателей

Широкое использование сервоприводов связано с тем, что они обладают стабильной работой, высокой устойчивостью к помехам, малыми габаритами и широким диапазоном контроля скорости. Важными особенностями сервоприводов являются способность увеличивать мощность и обеспечение обратной информационной связи. И этого следует, что при прямом направлении контур является передатчиком энергии, а при обратном – передатчиком информации, которая используется для улучшения точности управления.

Характеристики сервоприводов

Устройства выпускаются аналогового и цифрового типов. Приводы внешне ничем не отличаются, но различие между ними существенное. Последние обладают более точной отработкой команд, поскольку управление производится микропроцессорами. Для сервоприводов пишутся и вводятся программы. Аналоговые устройства работают от сигналов микросхем. Их преимуществами являются простое устройство и меньшая цена.

Основными параметрами для выбора являются следующие:

  1. Питание. Подача напряжения производится по трем проводам. По белому передают импульс, через красный — рабочее напряжение, черный или коричневый является нейтральным.
  2. Размеры: большие, стандартные и микроустройства.
  3. Скорость. От нее зависит, за какой промежуток времени вал повернется на угол 600. Недорогие устройства обладают скоростью 0,22 сек. Если требуется высокое быстродействие, она составит 0,06 сек.
  4. Величина момента. Параметр является приоритетным, поскольку при малом вращающем моменте управление затрудняется.

Как управлять цифровым сервоприводом?

Приводы подключаются к программируемым контроллерам, среди которых хорошо известен Arduino. Подключение к его плате производится тремя проводами. По двум подается питающее напряжение, а по третьему — управляющий сигнал.

Инструкция сервопривода с цифровым управлением предусматривает наличие в контроллере простой программы, позволяющей считывать с потенциометра показания и переводить их в число. Затем оно преобразуется в команду передачи на поворот вала сервопривода в заданное положение. Программа записывается на диске, а затем передается на контроллер.

Применение приборов высокого качества необходимо в оборудовании, отличающемся высоким уровнем производительности.

Области использования устройства

  • изготовление бумаги и упаковок;
  • изготовление листов из металла;
  • обрабатывание материалов;
  • производство транспортного оборудования;
  • деревообрабатывающая промышленность;
  • изготовление стройматериалов.

Основные характеристики изделия

Работа сервопривода характеризуется двумя основными показателями: скоростью поворота и усилия на валу. Первая величина служит показателем времени, которое измеряется в секундах. Усилие мерится в кг/см, то есть, какой уровень усилия развивает механизм от центра вращения.

Сейчас выпускают механизмы, функционирующие при показателе напряжения питания от 4,8 до 6 В. Чаще этот показатель равен 6 В. Однако не все модели рассчитаны на широкий диапазон напряжений. Иногда двигатель сервопривода работает лишь при 4,8 В или же только при 6 В (последние конфигурации производятся крайне редко).

Сервопривод или шаговый двигатель: какова разница и что выбрать?

В случаях, когда необходима высокая точность работы исполнительных механизмов, используют асинхронный электродвигатель с энкодером обратной связи. Однако в промышленных станках с особыми требованиями к точности позиционирования подобное оборудование не справится с задачами в силу ряда конструктивных недостатков — низкого момента на малых скоростях, проскальзывания ротора, инерции при разгоне и торможении. В таких случаях используются сервоприводы и шаговые двигатели. Рассмотрим преимущества и недостатки обоих типов приводов.

Устройство шагового привода

Шаговый привод состоит из синхронной электрической машины и управляющего контроллера. Последний обеспечивает подачу управляющих сигналов на обмотки двигателя и их попеременное включение в соответствии с заданной программой.

Шаговый двигатель — электрическая машина, преобразующая управляющие сигналы в перемещение вала на определенный угол и фиксацию его в заданном положении. Количество шагов таких электродвигателей составляет от 100 до 400, угол шага — от 0,9-3,6°.

Сходство агрегатов

Оба привода передают импульсы к рабочим механизмам, заставляя работать промышленные станки. Устройства защищают оборудование от самозапуска, предохраняют электродвигатель от перегрузки и короткого замыкания. В обоих агрегатах предусмотрено автоматическое выключение мотора при помощи электромагнитного пускателя в случае исчезновения напряжения в сети. Благодаря встроенной коммутации элементов электрической схемы с задержкой времени шаговый двигатель, как и сервопривод, после появления электричества включаются самостоятельно.

Читать еще:  Чем почистить инжектор у двигателя

Аппараты эксплуатируются в крупных промышленных отраслях и для бытовых нужд:

  • При изготовлении высокоточных станков с жесткой станиной для обработки металла и резки лазером.
  • При создании станков быстрого прототипирования: принтеров с 3D-печатью, шлифовальных машинок для полировки и гравировки.
  • В разработке автоматизированных технических систем и создании роботов.
  • При изготовлении интерактивных игрушек: машинок, зверей, кукол.

Принцип работы шагового двигателя

Состоит это электромеханическое устройство из статора, где размещены катушки возбуждения, и вращающейся части с постоянными магнитами или обмотками. Такая конструкция ротора обеспечивает его фиксацию после отработки управляющей команды.

На статоре расположено несколько обмоток. При подаче напряжения на катушку, под воздействием магнитного поля ротор поворачивается на определенный угол в соответствии с пространственным положением обмотки. При ее обесточивании и подаче управляющего сигнала на другую катушку вращающаяся часть электродвигателя занимает другую позицию. Каждый поворот вала соответствует углу шага. При обратной последовательности подачи напряжения на катушки ротор вращается в противоположном направлении.

Для поворота ротора на меньший угол одновременно включаются 2 обмотки. Количество шагов ограничено и зависит от числа полюсов статора электромотора. Для обеспечения плавного вращения ротора на катушки статора подают разные токи, разность которых определяет положение ротора. Такой способ управления позволяет снизить дискретность и увеличить количество шагов до 400.

К числу недостатков шаговых двигателей можно отнести довольно низкую скорость, пропуск шагов при высокой (выше расчетной) нагрузке на валу, снижение момента при высокой частоте вращения и большое время разгона.

[править] Достоинства и недостатки

  • Точность и стабильность шага, ШД может работать с инерционными нагрузками.
  • Не нужна обратная связь. ШД сам по себе это датчик положения.
  • ШД — самый доступный, бюджетный, стандартный электродвигатель. Прост в подключении и настройке.
  • ШД имеет долгий срок службы.
  • ШД безопасен, имеет конечный момент — он останавливается в случае заклинивания передачи.
  • ШД имеет хороший момент на низких оборотах, это позволяет обойтись без редуктора.

Достоинства серводвигателей (щеточных):

  • Высокая отдаваемая мощность, сравнительно с электродвигателями других типов такого же размера и веса.
  • Точность позиционирования определяется установленным энкодером.
  • Высокий КПД, до 90% с легкими нагрузками.
  • Может быстро ускоряться.
  • Может кратковременно отдать повышенную мощность (2-3 раза) и повышенный момент (5-10 раза)
  • Двигатель не нагревается, потребляется ток пропорционально нагрузке.
  • На высоких скоростях не шумит.
  • Не резонирует и не вибрирует во всем диапазоне частот вращения.

Недостатки шаговых двигателей:

  • Низкий КПД. ШД потребляет достаточно энергии не зависимо от нагрузки.
  • Низкая отдаваемая мощность, сравнительно с электродвигателями других типов такого же размера и веса.
  • Крутящий момент сильно зависит от оборотов вращения, сильно падает с увеличением частоты вращения.
  • Склонность к резонированию. Требует микрошагового управления для плавного вращения и техник подавления резонансов.
  • Отсутствие обратной связи для контроля за пропуском шагов.
  • Не может быстро ускоряться.
  • ШД сильно нагревается при оптимальном использовании.
  • При кратковременной перегрузке, ШД остановится и не сможет восстановить положение вала.
  • ШД достаточно шумный (звуковой шум)

Недостатки серводвигателей (щеточных):

  • Более высокая стоимость, сравнительно с ШД.
  • Система с серводвигателем требует настройки.
  • Сложная система. Много соединительных проводов. Наличие энкодера.
  • Небезопасная система, если нарушается обратная связь — серводвигатель может провернуть передачу. Требуются системы экстренного отключения.
  • Щетки изнашиваются. После 2000 часов работы, требуется их замена.
  • Серводвигатель может перегореть при постоянной перегрузке.
  • Требуется мощный источник питания, чтобы система была устойчива к кратковременным перегрузкам.
  • Серводвигатель отдает максимальный момент на высоких оборотах, поэтому может потребоваться редуктор.
  • Серводвигатели плохо охлаждаются. Серводвигатели с вентиляционными отверстиями быстро засоряются продуктами обработки материалов.

Устройство сервопривода

Сервопривод состоит из синхронного двигателя, датчика скорости и положения, а также управляющего контроллера. Основная разница между шаговым двигателем и сервоприводом состоит в наличии обратной связи по положению, скорости, моменту на валу ротора.

Электропривод такого типа построен на базе следящей схемы автоматического регулирования. При несоответствии скорости или другой величины контроллер будет подавать сигналы на отработку, пока требуемый параметр или положение вала не будет соответствовать заданному. В качестве датчика обратной связи используют абсолютные и относительные энкодеры различных типов и конструкций.

Уровень шумов

С точки зрения уровня шумов, сервотехника функционирует намного тише в сравнении с шаговым оборудованием. Поэтому, если интересует создание комфортных условий и уровень шумов имеет критическое значение, сервотехника должна стать выбором. Если говорить об общих случаях создания фрезерного или другого станка с ЧПУ, сервоприводы практичнее использовать. Их характеристики делают оборудование более предпочтительным в сравнении с шаговым. Мы составили таблицу отличий двух типов популярных двигателей.

Принцип действия сервопривода

Управляющее устройство в соответствии с заданной программой подает напряжение на сервопривод, который соединен с порталом станка. Двигатель перемещает рабочий орган. При этом энкодер вырабатывает импульсы, поступающие на контроллер. Подсчет их числа осуществляет управляющее устройство. Количество импульсов пропорционально перемещению портала. При достижении рабочим органом заданного положения на электромотор перестает поступать напряжение. Портал фиксируется. Пока число импульсов, зафиксированных контроллером с датчика, не достигнет запрограммированной величины, двигатель будет осуществлять перемещение рабочего органа.

Шаговый сервопривод можно также настроить на поддержание постоянной частоты вращения вне зависимости от нагрузки или постоянного момента при разной скорости.

К достоинствам сервоприводов относятся точность позиционирования, динамика разгона и отсутствие снижения момента при высоких скоростях. Ограничивает применение сервопривода, как правило, достаточно большая стоимость.

Чем отличается сервопривод от шагового двигателя?

Критерий сравненияШаговые двигателиСервоприводы
Эксплуатационный ресурсШаговые электромоторы не имеют коллекторного узла, подверженного износу. Также они не имеют частей, нуждающихся в регулярном техобслуживании и заменеКоллекторные серводвигатели необходимо регулярно обслуживать. Максимальный срок службы коллекторного узла — 5000 часов непрерывной работы. При этом бесщеточные сервомоторы не уступают в надежности шаговым двигателям
Точность перемещений исполнительного органаСовременные шаговые электродвигатели обеспечивают перемещение рабочей части с точностью до 0,01 мм.

Отличие шагового двигателя от сервопривода заключается в пропуске шагов при высокой (выше расчетной) нагрузке, что значительно снижает качество обработки

Позиционирование по следящей схеме обеспечивает высокое качество обработки независимо от нагрузки

Время разгона — 120 об/мин за секунду

Время разгона составляет до 1000 об/мин за 0,2 секунды

[править] Выбор — ШД или серводвигатели

При разработке станка и выборе электродвигателей в первую очередь необходимо рассчитать, какая мощность N(Вт) требуется для управления вашим механизмом. Мы не рекомендуем сначала приобретать электродвигатель а потом пытаться его «приладить» к своей конструкции. Мы рекомендуем использовать шаговые электродвигатели, если расчетная мощность 200Вт. Если расчетная мощность находится в диапазоне 100. 200Вт — подойдет и шаговый и серводвигатель, выбор ложится на пользователя. При выборе шагового двигателя стоит учитывать тот факт, что у него момент падает с увеличением частоты вращения, согласно приведенным в ТХ графикам.

Метод расчета мощности: Допустим у вас есть ЧПУ плазморез с ременной передачей или подобный ЧПУ станок с малой рабочей нагрузкой (нет усилия для фрезеровки, нужно только перемещать головку плазмореза или лазера). Вам необходимо рассчитать мощность для перемещения оси Y. Допустим Ваша расчетная скорость подачи f=10000 мм/мин, масса перемещаемой конструкции с запасом m=20кг. По инженерной формуле, потребуется мощность N=(f*m)/6120=33Вт. В данном случае можно использовать шаговый двигатель.

Проведем расчет для фрезерного станка ЧПУ. Пусть у вас установлен винт ШВП 1605 — с шагом n=5мм на оборот. Пусть вам необходима скорость подачи f=3000 мм/мин. Рассчитаем необходимые обороты электродвигателя с прямым приводом на винт ШВП RPM=f/n=600 об/мин. Необходимо определить вращающий момент, который нужно приложить к винту ШВП чтобы обеспечить необходимое усилие на фрезе, пусть это будет момент M. Размерность момента Н*м=(кг*см)/10 — масса в кг, которую нужно приложить к рычагу длиной 1см. Пусть в данном случае нам необходим момент 35кг*см=3,5Н*м. Мощность рассчитывается по формуле N=M*RPM*pi/30=220Вт. В данном случае нужно использовать серводвигатель.

Сервопривод или шаговый двигатель

Сервопривод или шаговый двигатель

Сообщение neon6535 » 27 фев 2016 18:20

Re: Сервопривод или шаговый двигатель

  • Цитата

Сообщение Goodman65 » 28 фев 2017 01:39

Re: Сервопривод или шаговый двигатель

  • Цитата

Сообщение neon6535 » 28 фев 2017 03:52

  • Версия для печати
  • Материалы для производства рекламы
  • Пленки и бумаги
  • Пленки и бумаги для цифровой печати
  • Технологии струйной печати
  • Автомобильный бортовой дизайн (винилография)
  • Цветные пленки для плоттерной резки
  • Автомобильный бортовой дизайн (винилография)
  • Технологии работы с пленкой
  • Автомобильный бортовой дизайн (винилография)
  • Пленки для ламинации
  • Автомобильный бортовой дизайн
  • Ламинирующее оборудование
  • Оборудование и инструменты для работы с рулонными материалами
  • Жесткие листовые материалы
  • Поликарбонат (PC)
  • Акрил (PMMA, оргстекло)
  • Поливинилхлорид (ПВХ/PVC, винил)
  • Алюминиевые композитные панели (АКП/ACP)
  • Полипропилен (PP)
  • Пенокартон
  • Полиэтилен-терефталат (ПЭТФ/ПЭТ/PET, полиэстр, полиэфир, лавсан)
  • Стирол-акрилонитрил (САН/SAN)
  • Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС/ABS)
  • Полистирол (PS)
  • Выбор материала под поставленную задачу
  • Гравировальные пластики
  • Виниловые ткани и сетки, текстиль для печати
  • Технологии струйной печати
  • Профили для рекламы
  • Профили для световых коробов
  • Производство световых коробов
  • Багетные профили
  • Оборудование и инструменты для работы с профилем и тюбингом
  • Клеевые и монтажные материалы
  • Абразивные материалы
  • Аэрозольные краски и лаки
  • Двухсторонние и односторонние клеевые ленты, скотчи и пленки
  • Дистанционные держатели, декоративные колпачки и подвесные и галерейные системы
  • Клеевые составы, адгезивы, герметики, очистители и спецхимия
  • Магнитные материалы
  • Монтажные плёнки и бумаги
  • Оборудование, люверсы, инструменты для их установки и прочая фурнитура
  • Профессиональный инструмент для раскроя — ножи, коврики и лезвия
  • Самоклеящиеся застежки (липучки)
  • Упаковочные материалы (стретч, скотч, крепп), шнуры и перчатки
  • Технологии склейки материалов
  • Технологии cклейки и сварки банера
  • Оборудование и инструменты для работы с пленками
  • Наградная и сувенирная продукция
  • Плакетки и футляры под них
  • Светотехнические материалы и оборудование
  • Неон и комплектующие
  • Декоративное и праздничное освещение
  • Лампы, прожектора, электрооборудование
  • Светодиодные источники света
  • Материалы и средства для обеспечения безопасности
  • Световозвращающие пленки
  • Оборудование для рекламного производства
  • Проект ЗЕНОН-ТЕХНИК: новости, акции, инсталляции, новинки
  • Новости, акции
  • Инсталляции
  • Новинки
  • Статьи
  • Режущие плоттеры (каттеры)
  • Ножи для режущих плоттеров
  • Режущие плоттеры ZEONCUT
  • Режущие плоттеры DGI
  • Режущие плоттеры ROLAND
  • Режущие плоттеры SUMMA
  • Режущие плоттеры MUTOH
  • Режущие плоттеры GCC
  • Режущие плоттеры MIMAKI
  • Прочие плоттеры.
  • Программные вопросы плоттерной резки
  • Режущие плоттеры GRAPHTEC
  • Выбор плоттера, сравнительный анализ
  • Режущие плоттеры LIYU
  • Режущие плоттеры CREATION
  • Планшетные плоттеры
  • Струйная цифровая печать
  • Всё о чернилах для струйной печати
  • Чернила BORDEAUX
  • Прочие чернила.
  • Экология и безопасность
  • Чернила TOYO
  • Чернила SERICOL
  • Чернила MEGAINK
  • Чернила SUN CHEMICAL
  • Чернила FILLINK
  • Общие дискуссии о чернилах
  • Чернила TECHINK
  • Чернила LIMEI
  • Чернила ZEONINK
  • Программные вопросы цифровой печати
  • Программные пакеты ONYX
  • Программные пакеты PHOTO PRINT
  • Программные пакеты COLOR GATE
  • Программные пакеты WASATCH
  • Цветопрофилирование струйных принтеров
  • Прочие программные пакеты.
  • Выбор растрового процессора (РИПа), сравнительный анализ
  • Сувенирные принтеры
  • Сувенирные принтеры VIVIDJET
  • Сувенирные принтеры DREAMJET
  • Прочие сувенирные принтеры
  • Прямая печать на футболках
  • Текстильные принтеры VIVIDTEX
  • Выбор принтера, сравнительный анализ
  • УФ-печать, УФ-принтеры
  • УФ-принтеры DILLI
  • УФ-принтеры Gongzheng
  • Прочее
  • Всё о печатающих головках
  • Печатающие головки XAAR
  • Печатающие головки SPECTRA
  • Печатающие головки EPSON
  • Печатающие головки KONICA MINOLTA
  • Печатающие головки SEIKO
  • Прочие печатающие головки
  • Организация печатного производства
  • Экология и безопасность
  • Технологии струйной печати
  • Сублимационная печать
  • Широкоформатные принтеры
  • Принтеры Gongzheng
  • Принтеры DGI / DILLI
  • DGI MEGAJET-3204/3206
  • DGI POLAJET-3206 / 3204D / 3206D
  • DGI SPACEJET-3250P / XP-3204T
  • DGI SATURNJET I/II/III-1806
  • DGI REX-62, VISTAJET-62, VISTAJET II-62/92, VISTAJET III-98, VISTAJET IV-62P/98P
  • DGI XP-1804D / XP-2506D
  • УФ-принтеры DILLI
  • Принтеры ZEONJET
  • ZEONJET ST-600
  • ZEONJET DX-5, DX-5 PRO
  • ZEONJET — . XAAR
  • ZEONJET — . SEIKO
  • ZEONJET — . KONICA MINOLTA
  • ZEONJET — . SPECTRA
  • Принтеры ROLAND
  • Обслуживание печатающих голов EPSON
  • Принтеры MUTOH
  • Принтеры MIMAKI
  • Принтеры INFINITI, САН
  • Принтеры ENCAD
  • Принтеры EPSON
  • Принтеры SKYJET
  • Принтеры SEIKO / OCE / HP 8000-9000
  • Принтеры LIYU
  • Принтеры HEWLETT-PACKARD
  • Принтеры GONGZHENG
  • Принтеры JHF
  • Принтеры WIT-COLOR
  • Принтеры FLORA
  • Принтеры TWINJET
  • Принтеры INWEAR
  • Принтеры ICONTEK
  • Принтеры YASELAN
  • Прочие принтеры.
  • Выбор принтера, сравнительный анализ
  • Латексная печать
  • Прямая печать по текстилю
  • Лазерная и LED цифровая печать
  • Лазерные и LED принтеры OKI
  • Лазерные принтеры XEROX
  • Лазерные принтеры CANON
  • Лазерные принтеры HEWLETT-PACKARD
  • Прочие принтеры и копиры
  • Выбор лазерного принтера
  • Расходные материалы для цветной лазерной печати
  • RIP-процессоры и программные вопросы цветной лазерной печати
  • Лазерные принтеры KONICA MINOLTA
  • Термотрансферные технологии
  • Термопрессы и оборудование
  • Термопрессы ZEONPRESS
  • Термопрессы ECONOPRESS
  • Термопрессы SEFA
  • Термопрессы SISER
  • 3D-ПРЕССА
  • Термопрессы SCHULZE
  • Термопрессы широкорматные Россия
  • Прочие термопрессы
  • Выбор термопресса
  • Сублимационные технологии
  • Сублимационные чернила
  • Сублимационные бумаги
  • Выбор струйного оборудования для сублимации
  • Ткани для сублимационной печати
  • Термотрансферные пленки для плоттерной резки и печати
  • Термотрансферные пленки POLI-TAPE для плоттерной резки и печати
  • Термотрансферные пленки CHEMICA для плоттерной резки и печати
  • Термотрансферные пленки SISER для плоттерной резки и печати
  • Термотрансферные пленки ECONOFLEX для плоттерной резки и печати
  • Термотрансферные пленки FOREVER для плоттерной резки и печати
  • Выбор плёнки, сравнительный анализ
  • Термотрансферные световозвращающие пленки для плоттерной резки
  • Термотрансферные бумаги и спреи, готовые трансферы
  • Термотрансферные бумаги FOREVER
  • Термотрансферные бумаги COPYFUN
  • Заготовки и материалы для термопечати
  • Одежда для рекламной маркировки и повседневной носки — футболки, свитшоты и так далее
  • Кружки белые и цветные, упаковка под них
  • Пазлы
  • Металлические пластины
  • Камни и кристаллы
  • Технологии нанесения на заготовки
  • Заготовки из текстиля для сублимационной печати
  • Стразы
  • Тарелки и прочая фотокерамика
  • Плитки и овалы — керамические и стеклянные
  • Чехлы для мобильных телефонов iPhone, SAMSUNG Galaxy и т.д.
  • Коврики
  • Визитки, визитницы, костеры (подставки под бокалы), зеркальца, фоторамки, фляжки, рюмки и т.д.
  • Выбор оборудования и организация термотрансферного производства
  • Гравировка, фрезеровка и раскрой
  • Механическое гравировально-фрезерное оборудование
  • Инструмент для граверов и фрезеров
  • Программные вопросы гравировки и фрезеровки
  • Материалы для гравировально-фрезерных работ
  • Граверы и фрезеры ZEONCAM
  • Граверы и фрезеры ROLAND
  • Граверы и фрезеры MULTICAM
  • Граверы и фрезеры SUDA
  • Прочие граверы и фрезеры
  • Выбор фрезера, сравнительный анализ
  • Лазерная резка и гравировка
  • Лазеры ZEONMARK
  • Лазеры GCC
  • Прочие лазерные граверы и комплексы
  • Твердотельные YAG:Nd лазеры
  • Выбор лазера, сравнительный анализ
  • Проблемы лазерного излучателя и оптики
  • Материалы для лазерной гравировки
  • Программные вопросы лазерной гравировки и резки
  • Гравировка по камню
  • Гравировальные станки САУНО
  • Гравировальные станки БАГУС
  • Гравировальные станки РУБЛЁВ и ФЕОФАН
  • Гравировальные станки РЕЛЬЕФ
  • Гравировальные станки ПАННО-ГРАФ
  • Камень и его обработка
  • Изображения, эпитафии, программное обеспечение
  • Выбор долбежно-гравировального станка
  • Автоматические раскройные комплексы
  • Ламинирующее оборудование
  • Пленки для ламинации
  • Выставочные и презентационные системы
  • Инструменты, машины, оборудование
  • Вакуумформовочное и термогибочное оборудование
  • Оборудование FESTOOL
  • Шелкотрафарет и тампопечать
  • Рекламный бизнес
  • Выставки, конференции, ярмарки, семинары
  • Семинарская активность ЗЕНОНа
  • Зенон Академия
  • ВЭБИНАРЫ
  • SIGN TV
  • Технологии производства рекламы
  • Производство объемных букв
  • Производство световых коробов
  • Сверхтонкие световые короба
  • Объемные световые короба
  • Профили для световых коробов
  • Технологии струйной печати
  • Монтаж объектов рекламы
  • Автомобильный бортовой дизайн
  • Экономические и финансовые вопросы рекламного бизнеса
  • Правовые и юридические вопросы рекламного бизнеса
  • Прочие вопросы рекламного бизнеса
  • Организация печатного производства
  • Сайн-Библиотека
  • Работа в рекламном бизнесе
  • Ищу работу
  • Предложение работы
  • Черный список
  • Коммерческий раздел
  • Купля/продажа оборудования
  • Продажа оборудования
  • Продажа б/у струйных принтеров
  • Продажа б/у УФ принтеров
  • Продажа б/у режущих плоттеров (каттеров)
  • Продажа б/у раскройных комплексов
  • Продажа б/у сувенирных принтеров
  • Продажа б/у лазерного оборудования
  • Продажа б/у ламинирующего оборудования
  • Продажа б/у фрезерного оборудования
  • Продажа б/у термотрансферного оборудования
  • Продажа б/у лазерных принтеров
  • Продажа б/у спектрофотометров
  • Продажа б/у инструментов и б/у машин
  • Продажа б/у шелкотрафаретного и тампопечатного оборудования
  • Продажа б/у комплектов оборудования
  • Продажа б/у неонового оборудования
  • Продажа б/у фотоударных принтеров
  • Продажа б/у офсетных машин
  • Продажа б/у печатающих головок
  • Продажа б/у запчастей
  • Покупка оборудования
  • Покупка струйных принтеров
  • Покупка УФ принтеров
  • Покупка режущих плоттеров (каттеров)
  • Покупка печатающих головок
  • Покупка термотрансферного оборудования
  • Покупка ламинирующего оборудования
  • Покупка лазерного оборудования
  • Покупка фрезерного оборудования
  • Покупка комплектов оборудования
  • Покупка инструментов и машин
  • Покупка сувенирных принтеров
  • Покупка шелкотрафаретного и тампопечатного оборудования
  • Покупка неонового оборудования
  • Покупка лазерных принтеров
  • Покупка спектрофотометров
  • Покупка растрового процессора (РИПа)
  • Покупка запчастей
  • Оборудование по специальной цене с выставок и демозалов от компании ЗЕНОН
  • Купля/продажа материалов
  • Оказание профессиональных услуг
  • Открытый тендер
  • Прочие вопросы
  • О работе компании ЗЕНОН
  • Региональные представительства ЗЕНОНа
  • ЗЕНОН-ТЕХНИК
  • Предложение работы
  • Юмор, шутки, творчество
  • Добавьте свою тему

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей

  • Список форумов
  • Часовой пояс: UTC+03:00
  • Удалить cookies конференции
  • Связаться с администрацией

Сайт использует файлы cookies и сервис сбора технических данных его посетителей. Продолжая использовать данный ресурс, вы автоматически соглашаетесь с использованием данных технологий.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector