Jos haluat puhua jäykkyydestä, puhutaan ensin jäykkyydestä.
Jäykkyys viittaa materiaalin tai rakenteen kykyyn vastustaa elastista muodonmuutosta voiman vaikutuksesta, ja se on esitys materiaalin tai rakenteen elastisen muodonmuutoksen vaikeudesta. Materiaalin jäykkyyttä mitataan yleensä sen kimmomoduulilla E. Makroskooppisella kimmoalueella jäykkyys on verrannollinen kerroin, joka on verrannollinen osan kuormitukseen ja siirtymään, eli yksikön siirtymän aiheuttamaan voimaan. sen käänteisarvoa kutsutaan joustavuudeksi, eli yksikkövoiman aiheuttamaksi siirtymäksi. Jäykkyys voidaan jakaa staattiseen jäykkyyteen ja dynaamiseen jäykkyyteen.
Rakenteen jäykkyys (k) on elastomeerin kyky vastustaa muodonmuutosta ja venymistä. k=P/δ, missä P on rakenteeseen vaikuttava vakiovoima ja δ on voiman aiheuttama muodonmuutos.
Pyörivän rakenteen pyörimisjäykkyys (k) on: k=M/θ missä M on kohdistettu momentti ja θ on pyörimiskulma.
Esimerkiksi tiedämme, että teräsputki on suhteellisen kova ja yleensä ulkoisen voiman muotoutunut, kun taas kuminauha on pehmeämpi ja saman voiman aiheuttama muodonmuutos on suhteellisen suuri, niin sanomme, että teräsputken jäykkyys on vahva, ja kuminauhan jäykkyys on heikko tai sen Vahva joustavuus.
Servomoottoreissa kytkimien käyttö moottorin ja kuorman yhdistämiseksi on tyypillinen jäykkä liitäntä; Synkronisten hihnojen tai hihnojen käyttö moottorin ja kuorman yhdistämiseksi on tyypillinen joustava liitäntä.
Moottorin jäykkyys on moottorin akselin kyky vastustaa ulkoisia vääntömomentin häiriöitä, ja voimme säätää moottorin jäykkyyttä servoohjaimessa.
Servomoottorin mekaaninen jäykkyys liittyy sen vastenopeuteen. Yleensä mitä suurempi jäykkyys, sitä suurempi vastenopeus. Jos se kuitenkin säädetään liian korkeaksi, on helppo saada moottori tuottamaan mekaanista resonanssia. Siksi yleisissä servovahvistimen parametreissa on manuaalisia säätöjä. Vastetaajuuden vaihtoehtoa on säädettävä koneen resonanssipisteen mukaan, mikä vaatii aikaa ja kokemusta (itse asiassa vahvistusparametria säädetään).
Servojärjestelmän asentotilassa käytetään voimaa moottorin kääntämiseksi. Jos voima on suuri ja taipumakulma pieni, servojärjestelmän jäykkyyttä pidetään vahvana, muuten servojärjestelmän jäykkyyttä pidetään heikkona. Huomaa, että jäykkyys tässä on itse asiassa lähempänä vastenopeuden käsitettä. Säätimen näkökulmasta jäykkyys on itse asiassa nopeussilmukasta, asemasilmukasta ja aikaintegraalivakiosta koostuva parametri ja sen koko määrää koneen vastenopeuden.
Itse asiassa, jos paikannusta ei vaadita nopeaksi, kunhan paikannus on tarkka, kun vastus ei ole suuri, jäykkyys on alhainen ja paikannus voi myös olla tarkka, mutta paikannusaika on pitkä. Koska paikannus on hidasta, jos jäykkyys on alhainen, syntyy illuusio epätarkasta paikannuksesta, kun tarvitaan nopeaa vastetta ja lyhyttä paikannusaikaa.
Inertia kuvaa kohteen liikkeen inertiaa, ja pyörimisinertia on objektin akselin ympäri kiertämisen hitausmitta. Hitausmomentti liittyy vain kiertosäteeseen ja kappaleen massaan. Yleensä kuorman hitaus ylittää 10 kertaa moottorin roottorin hitauden ja inertiaa voidaan pitää suurena.
Ohjainkiskon ja johtoruuvin pyörimishitaus vaikuttaa suuresti servomoottorin käyttöjärjestelmän jäykkyyteen. Kiinteällä vahvistuksella mitä suurempi pyörimishitaus on, sitä suurempi on jäykkyys ja sitä helpompi on saada moottori tärisemään; mitä pienempi pyörimishitaus, sitä pienempi on jäykkyys ja sitä epätodennäköisemmin moottori tärisee. . Hitausmomenttia voidaan pienentää vaihtamalla ohjauskisko ja johdinruuvi pienempään halkaisijaan, mikä vähentää kuorman hitautta niin, että moottori ei tärise.
Tiedämme, että servojärjestelmää valittaessa, sen lisäksi, että otamme huomioon parametrit, kuten moottorin vääntömomentin ja nimellisnopeuden, meidän on ensin laskettava mekaanisen järjestelmän inertia, joka on muunnettu moottorin akseliksi, ja sitten todellisen järjestelmän mukaan. koneen toimintavaatimukset ja työkappaleen laatu. Vaatimukset valita erityisesti moottori, jolla on sopiva inertiakoko.
Viankorjauksen aikana (manuaalisessa tilassa) inertiasuhdeparametrin oikea asetus on lähtökohta, jotta mekaanisen ja servojärjestelmän paras suorituskyky saadaan täyteen.
Mitä "inertiasovitus" sitten tarkalleen ottaen on?
Itse asiassa sitä ei ole vaikea ymmärtää karjan toisen lain mukaan:
Syöttöjärjestelmän vaatima vääntömomentti=järjestelmän hitausmomentti J × kulmakiihtyvyys θ
Kulmakiihtyvyys θ vaikuttaa järjestelmän dynaamisiin ominaisuuksiin. Mitä pienempi θ, sitä pidempi aika ohjaimesta komennon antamisesta järjestelmän suorittamisen loppuun on ja sitä hitaampi järjestelmän vaste. Jos θ muuttuu, järjestelmän vaste on nopea ja hidas, mikä vaikuttaa koneistuksen tarkkuuteen.
Kun servomoottori on valittu, maksimilähtöarvo ei muutu. Jos θ:n muutoksen odotetaan olevan pieni, tulee J:n olla mahdollisimman pieni.
Yllä olevassa järjestelmän hitausmomentti J=servomoottorin pyörimishitausmomentti JM plus kuorman hitausmomentti JL muunnettu moottorin akselista.
Kuormitushitaus JL muodostuu työpöydän, siihen asennetun kiinnittimen, työkappaleen, ruuvin, kytkimen ja muiden lineaaristen ja pyörivien liikkuvien osien hitaudesta, joka on muunnettu moottorin akselin hitaudeksi. JM on servomoottorin roottorin inertia. Kun servomoottori on valittu, tämä arvo on kiinteä arvo, kun taas JL muuttuu työkappaleen kuormituksen mukaan. Jos haluat, että J:n muutosnopeus on pienempi, on parempi pienentää JL:n osuutta.
Tämä on "inertiasovitus" yleisessä mielessä.
Yleisesti ottaen pienellä hitausmoottorilla on hyvä jarrutusteho, nopea reagointi käynnistykseen, kiihdytykseen ja pysäytykseen sekä hyvä nopea edestakaisliike, joka sopii joihinkin tilanteisiin kevyellä kuormituksella ja nopealla sijoittelulla. Keski- ja suuren hitauden moottorit sopivat tilanteisiin, joissa on suuria kuormia ja korkeat vakavuusvaatimukset, kuten joihinkin ympyräliikemekanismeihin ja joihinkin työstökoneteollisuuteen.