サーボは、電気機械機器に必要な移動操作を制御する動力伝達装置です。したがって、サーボ システムの設計と選択は、実際には、機器の電気機械式モーション コントロール システムに適した電力および制御コンポーネントを選択するプロセスです。受け取った製品には主に次のものが含まれます。
システム内の各軸の移動姿勢を制御するために使用される自動コントローラ。
固定電圧と周波数の AC または DC 電力を、サーボ モーターに必要な制御電源に変換するサーボ ドライブ。
ドライバーから出力される交流電力を機械エネルギーに変換するサーボモーター。
機械的運動エネルギーを最終負荷に伝達する機械的伝達機構。
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市場には多くの格闘技シリーズの工業用サーボ製品があることを考慮すると、特定の製品の選択に入る前に、コントローラー、ドライブ、モーターを含む、学習した機器のモーションコントロールアプリケーションの基本的なニーズに従って最初に行う必要があります。スクリーニングは、減速機などのサーボ製品で行われます…など。
一方では、このスクリーニングは、業界の属性、アプリケーションの習慣、および機器の機能特性に基づいて、多くのブランドから潜在的に利用可能な製品シリーズとプログラムの組み合わせを見つけます。たとえば、風力可変ピッチ アプリケーションのサーボは、主にブレード角度の位置制御ですが、使用される製品は過酷で過酷な作業環境に適応できる必要があります。印刷装置のサーボアプリケーションは、複数の軸間の位相同期制御を使用します。同時に、高精度の位置合わせ機能を備えたモーションコントロールシステムを使用する傾向があります。タイヤ機器は、さまざまなハイブリッドモーションコントロールと一般的な自動化システムの包括的なアプリケーションにもっと注意を払っています。プラスチック機械設備では、製品処理プロセスでシステムを使用する必要があります。トルクおよび位置制御は、特別な機能オプションとパラメータ アルゴリズムを提供します。
一方、機器のポジショニングの観点から、機器の性能レベルと経済的要件に応じて、各ブランドから対応するギアの製品シリーズを選択します。たとえば、機器のパフォーマンスに対する要件が高すぎず、予算を節約したい場合は、経済的な製品を選択できます。逆に、精度、速度、動的応答などの点で機器の動作に高いパフォーマンスが必要な場合は、当然それに対する予算投入を増やす必要があります。
さらに、温度と湿度、ほこり、保護レベル、放熱条件、電力規格、安全レベル、および既存の生産ライン/システムとの互換性などのアプリケーション環境要因も考慮する必要があります。
モーション コントロール製品の主な選択は、業界内の各ブランド シリーズのパフォーマンスに大きく基づいていることがわかります。同時に、アプリケーション要件の反復的なアップグレード、新しいブランドと新製品の参入もそれに一定の影響を与えます。.したがって、モーションコントロールシステムの設計と選択を適切に行うには、業界の技術情報を日々蓄えておく必要があります。
利用可能なブランドシリーズの予備審査の後、それらのモーションコントロールシステムの設計と選択をさらに実行できます。
このとき、装置の動作軸の数と機能アクションの複雑さに応じて、制御プラットフォームとシステムの全体的なアーキテクチャを決定する必要があります。一般に、軸の数によってシステムのサイズが決まります。軸数が多いほど、コントローラ容量の要件が高くなります。同時に、システム内でバス技術を使用して、コントローラとドライブを簡素化および削減することも必要です。回線間の接続数。モーション機能の複雑さは、コントローラのパフォーマンス レベルとバス タイプの選択に影響します。シンプルなリアルタイムの速度と位置制御は、通常の自動化コントローラとフィールド バスを使用するだけで済みます。複数の軸（電子ギアや電子カムなど）間の高性能リアルタイム同期には、コントローラとフィールドバスの両方が必要です 高精度のクロック同期機能があります。 -タイムモーションコントロール;デバイスが複数の軸間の平面または空間補間を完了する必要がある場合、またはロボット制御を統合する必要がある場合、コントローラーのパフォーマンスレベルの要件はさらに高くなります。
上記の原則に基づいて、基本的に、以前に選択した製品から使用可能なコントローラーを選択し、それらをより具体的なモデルに実装することができました。次に、フィールドバスの互換性に基づいて、それらで使用できるコントローラーを選択できます。対応するドライバーと対応するサーボ モーターのオプションですが、これは製品シリーズの段階にすぎません。次に、システムの電力需要に応じて、ドライブとモーターの特定のモデルをさらに決定する必要があります。
アプリケーション要件の各軸の負荷慣性とモーション カーブに従って、単純な物理公式 F = m · a または T = J · α を使用して、モーション サイクルの各時点でのトルク要求を計算することは難しくありません。負荷側の各運動軸のトルクと速度の要件を、事前設定された伝達比に従ってモーター側に変換できます。これに基づいて、適切なマージンを追加し、ドライブとモーターのモデルを 1 つずつ計算し、すばやく作成します。細心の注意を払った大量の選定作業に入る前に、事前に代替製品シリーズの費用対効果の評価を行い、代替品の数を減らします。
ただし、負荷トルク、速度要求、および設定された伝達比から推定されたこの構成を、電力システムの最終的な解決策として採用することはできません。モーターのトルクと速度の要件は、電力システムの機械的伝達モードとその速度比の関係によって影響を受けるためです。同時に、モーター自体の慣性も伝達システムの負荷の一部であり、モーターは機器の動作中に駆動されます。これは、負荷、伝達機構、およびそれ自体の慣性を含む伝達システム全体です。
この意味で、サーボパワーシステムの選択は、各運動軸のトルクと速度の計算に基づいているだけではありません…など。モーションの各軸は、適切なパワーユニットと一致しています。原則として、実際には負荷の質量/慣性、動作曲線、および可能な機械的伝達モデルに基づいており、さまざまな代替モーターの慣性値と駆動パラメーター (モーメント-周波数特性) をそれに代入し、比較しています。そのトルク (または力) 特性曲線における速度の占有率、最適な組み合わせを見つけるプロセス。一般的に言えば、次の手順を実行する必要があります。
さまざまなトランスミッション オプションに基づいて、負荷の速度曲線と慣性、および各機械的トランスミッション コンポーネントをモーター側にマッピングします。
各候補モーターの慣性は、負荷の慣性とモーター側にマッピングされた伝達機構に重ね合わされ、トルク要求曲線はモーター側の速度曲線を組み合わせることによって得られます。
さまざまな条件下でのモーター速度とトルク曲線の比例および慣性マッチングを比較し、ドライブ、モーター、伝達モード、および速度比の最適な組み合わせを見つけます。
上記の段階の作業はシステムの軸ごとに実行する必要があるため、サーボ製品の電力選択の作業負荷は実際には非常に大きく、通常、モーション制御システムの設計のほとんどの時間はここに費やされます。場所。先述したように、トルク要求からモデルを推定して選択肢を減らす必要があり、これが意味するところです。
この部分の作業が完了したら、必要に応じてドライブとモーターのいくつかの重要な補助オプションを決定して、モデルを完成させる必要があります。これらの補助オプションには次のものがあります。
一般的な DC バス ドライブを選択した場合、整流器ユニット、フィルタ、リアクトル、および DC バス接続コンポーネント (バス バックプレーンなど) のタイプは、キャビネットの配置に応じて決定する必要があります。
必要に応じて、特定の軸またはドライブ システム全体に制動抵抗器または回生制動ユニットを装備します。
回転モータの出力軸がキー溝か光軸か、ブレーキ付きか。
リニアモーターは、ストローク長に応じてステータモジュールの数を決定する必要があります。
サーボ フィードバック プロトコルと分解能、インクリメンタルまたはアブソリュート、シングル ターンまたはマルチ ターン。
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この時点で、コントローラーから各モーション軸のサーボドライブ、モーターのモデル、および関連する機械的伝達メカニズムまで、モーションコントロールシステムのさまざまな代替ブランドシリーズの主要なパラメーターを決定しました。
最後に、次のようなモーション コントロール システムに必要な機能コンポーネントを選択する必要もあります。
特定の軸またはシステム全体が他の非サーボモーションコンポーネントと同期するのを助ける補助（スピンドル）エンコーダー。
高速カム入出力を実現する高速I/Oモジュール。
さまざまな電気接続ケーブルには、サーボ モーターの電源ケーブル、フィードバックおよびブレーキ ケーブル、ドライバーとコントローラー間のバス通信ケーブルなどがあります。
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以上で、基本的に設備全体のサーボモーションコントロールシステムの選定は完了です。
投稿時間: Sep-28-2021