Stepperlar va servolar Bimba OLE aktuatorlari bilan ishlatilishi mumkin. Ular pozitsiyani boshqarish uchun eng yaxshi vosita texnologiyasidir. Qaysi birini ishlatishni tanlash tezlik, moment, narx va ko'pincha etkazib berish vaqtiga bog'liq. Quyidagi muhokamada ikkita texnologiya o'rtasidagi farqlar tushuntiriladi.
Step motor dizayni
Step motorlar "raqamli motorlar" deb ataladi, chunki ular soatning qo'llari kabi qadamlar bilan harakatlanadi. Birinchi lasanga quvvat berilganda, rotor tishlari birinchi stator o'rashidagi tishlarga to'g'ri keladi va pozitsiyani ushlab turadi. Ikkinchi o'rash quvvatlantirilganda, rotordagi tishlar biroz harakatlanadi va ikkinchi stator sargisi bilan mos keladi va pozitsiyani ushlab turadi. Ushbu misoldagi umumiy harakat bir to'liq qadamdir.
Odatda har bir qadamda 1,8 daraja aylanishda 200 qadam bor. Elektron pog'onali motor boshqaruvchilarining rivojlanishi step motorlarini yaratishga imkon berdi. Elektron qurilmalar sariqlarni to'g'ri kuchlanish va oqim bilan to'g'ri vaqtda, to'g'ri bosqichda va to'g'ri tartibda quvvatlantirishi kerak. Tekshirish moslamalari qadam motorlarini aylanish uchun 20,{4}} qadamgacha harakatlantirish imkoniyatiga ega bo'lib, 100 baravar nozik harakatni (har bir qadamda 0,018 daraja) ta'minlaydigan tarzda ishlab chiqilgan.
Step motor tizimining komponentlari
Bosqichli motorlarning ishlashini tushunish uchun step motorli tizimning tarkibiy qismlarini tushunish foydali bo'ladi.
Dvigatel va aktuator:Dvigatel va aktuatorni birgalikda qo'lning ekvivalenti sifatida ko'rib chiqing. U kuchsiz harakat qilmaydi.
- Chiqish: harakatlanuvchi yukning surish kuchi va tezligi.
- Kirish: step drayveridan quvvat.
Aktuator:Mushakni qo'lning harakatlanishini ta'minlaydigan qurilmaga aktuator deyiladi.
- Chiqish: Dvigatel sariqlari aktuatorning "qo'lini" kerakli yo'nalishda harakatlantirish uchun to'g'ri miqdorda va to'g'ri ketma-ketlikda quvvat bilan ta'minlanadi. Aktuatorlar doimiy quvvat manbai kabi quvvat manbaini talab qiladi. To'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri quvvat manbaining kuchlanish chiqishi aktuator orqali to'g'ridan-to'g'ri vosita sariqlariga uzatiladi. Dvigatel sargilaridagi oqim va kuchlanish vosita chiqishi momentiga mutanosib va shuning uchun aktuatorning tortishish kuchiga mutanosibdir. Umuman olganda, kuchlanish va oqim qanchalik yuqori bo'lsa, tortishish shunchalik yuqori bo'ladi. Muayyan nuqtadan yuqorida, oqimning ortishi moment chiqishini emas, balki faqat vosita o'rash haroratini oshiradi.
- INPUT: kontrollerdan qadam impulslari va yo'nalish buyruqlarini qabul qiladi. Har bir elektron pog'onali impuls vosita sariqlarini quvvatlantirish usulini o'zgartiradi, bu esa o'z navbatida dvigatelning bir qadam aylanishiga olib keladi, bu esa aktuatorni harakatga keltiradi.
Nazoratchi:boshqaruvchini mushaklarni boshqaradigan miya deb tasavvur qiling.
- Chiqishlar: qadam va yo'nalish impulslari haydovchiga beriladi. PLC ga turli xil chiqishlar, jumladan, avtobuslar orqali aloqa (RS232, RS485, Ethernet IP, Profibus va boshqalar), joyidagi signallar, signallar va nosozlik chiqishlari taqdim etiladi.
- Kirishlar: Turli manbalardan ma'lumotlarni aqlli va tizimli boshqarish.
Magnit kalitlar
Mashinaning boshqa joylarida sensorlar
Dasturlashtiriladigan kontroller chiqishlari
PLC lardan avtobus aloqalari
Dvigatellardan enkoder signallari
Kodlovchi:Kodlovchi tizimning "ko'zi" hisoblanadi. Bu boshqaruvchiga uning buyruqlari bajarilganligini bildiradi. Tekshirish moslamasi haydovchiga yuboradigan step impulslarini kodlovchidan olingan impulslar bilan taqqoslaydi. Agar u yuboradigan impulslar qabul qiladigan impulslarga teng bo'lsa, boshqaruvchi uning buyrug'i bajarilganligini biladi. Agar ular teng bo'lmasa, boshqaruvchi motorni to'g'ri sonli kodlovchi impulslarini olguncha sozlaydi.
Munozara qulayligi uchun tizim blok diagrammasi barcha funktsional komponentlarni qulay tarzda ajratadi. Ishlab chiqaruvchilar uchun funktsiyalarni birlashtirish odatiy holdir. Misol uchun, kontrollerlarda ko'pincha o'rnatilgan drayvlar va ba'zilarida o'rnatilgan quvvat manbalari mavjud. Ba'zi motorlarda o'rnatilgan enkoderlar, ba'zilarida esa o'rnatilgan drayvlar va kontrollerlar mavjud. Ba'zi PLClarda o'rnatilgan kontrollerlar mavjud.
Step motorning ishlashi
Step motorlar o'ziga xos afzalliklarga ega:
- Bosqichli motorlar eng arzon pozitsiyani boshqarish mexanizmi texnologiyasidir.
- Step motorlar enkoderga ehtiyoj sezmasdan ochiq tsiklda ishlatilishi mumkin.
- Step motorlar past tezlikda juda yuqori momentni ta'minlaydi.
- NEMA ramka o'lchamlari standartlashtirilgan o'rnatish va mil diametrlari bilan mavjud.
Step motorlarning o'ziga xos kamchiliklari bor:
- Bosqichli motorlar past tezlikda yuqori momentni ta'minlasa-da, tezlik ortishi bilan moment chiqishi tez kamayadi.
- Step motorlar sinxronizatsiya qilinishi mumkin; ya'ni boshqaruvchidan keladigan step impulslari bilan sinxronlashmagan. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, boshqaruvchidan step impulslari vosita sariqlari uchun elektr energiyasiga aylanadi, lekin vosita aylanmaydi. Bu yukni siljitish uchun zarur bo'lgan moment kerakli tezlikda dvigatelning moment hajmidan oshib ketganda sodir bo'ladi. Ushbu muammoning oldini olish uchun:
- Dvigatel hajmini oshiring. Dvigatelni kerakli maksimal momentni ikki baravar oshirish uchun o'lchang.
- Tezlikni vosita momenti etarli bo'lgan nuqtaga kamaytiring.
- Dvigatel sariqlariga kuchlanishni oshiring (katta quvvat manbai).
- Dvigatel sariqlariga oqimni oshiring (katta quvvat manbai).
- Joylashuvni kuzatish va o'tkazib yuborilgan qadamlarni tuzatish uchun kodlovchidan foydalaning.
- Sinxronizatsiya qilish qiyin, chunki xatolarni tuzatish doimiy ravishda real vaqtda emas, balki zarba oxirida amalga oshiriladi.
Servo motor dizayni
Ta'rifga ko'ra, servo - bu fikr-mulohazalarga ega bo'lgan har qanday qurilma. Servomotorlar statorda magnit rotorning aylanishiga (aylanishiga) olib keladigan ketma-ketlikda servo haydovchi yoki kuchaytirgich tomonidan quvvatlanadigan sariqlarga ega. Tekshirish moslamasi qaysi o'rashni keyingi quvvatlantirishni aniqlashi uchun u rotorning joriy holatini bilishi kerak. Bu sezish Hall sensorlari yoki ikki funksiyali enkoderlar yordamida amalga oshiriladi.
Servo motor tizimining komponentlari
Servo tizimning blok diagrammasi, komponentlar texnik jihatdan farqli bo'lsa-da, qadamli vosita tizimi bilan bir xil. Servo kuchaytirgichlar funktsional jihatdan step motor drayverlariga tengdir. Bosqichli motorlarda bo'lgani kabi, funktsiyalar odatda ishlab chiqaruvchi tomonidan birlashtiriladi.
Servo motorning ishlashi
Servolar o'ziga xos afzalliklarga ega:
- Yuqori tezlik
- Yuqori tezlashtirish
- Yuqori aniqlik
- Yuqori tezlikda yuqori moment
- Bir nechta motorlar osongina sinxronlashtirilishi mumkin (haqiqiy vaqtda xatolarni tuzatish)
Servolarning o'ziga xos kamchiliklari bor:
- Step motorlarga qaraganda ancha murakkab tizim
- Dvigatel optimal ishlashi uchun sozlanishi kerak
- Step motorlarga qaraganda qimmatroq tizim
- Step motorlarga qaraganda eng past tezlikda kamroq moment
- Nostandart o'rnatish geometriyasi (ishlab chiqaruvchiga qarab farq qiladi) va milning diametri
- Ekvivalent o'lchamdagi step motorlariga qaraganda past tezlikda kamroq moment
Elektr aktuatorlari bilan foydalanishning oqibatlari
Qaysi texnologiya qo'llanilishidan qat'i nazar, u aktuator dizayniga mos kelishi kerak.
- Past tezlikda ishlaydigan servo step motor kabi past tezlikdagi aktuatorning ishlashiga erisha olmaydi.
- Bosqichli dvigatelni bir xil aktuatordagi servo bilan almashtirish yuqori tezlikda ko'proq tortishish hosil qilmaydi, chunki boshqa aktuator komponentlari ishlashni cheklashi mumkin.
Ilovaga qarab, ikkita motor texnologiyasining har birining afzalliklari mavjud. Quyidagi jadvaldan qo'llanma sifatida foydalanish mumkin.
| step motor | servo vosita | Aktuatorning ma'nosi |
|---|---|---|
| Past tezlikda ko'proq momentni ta'minlaydi | Past tezlikda ko'proq momentni ta'minlaydi | Buning uchun maxsus aktuator birikmalari talab qilinishi mumkin birlashtiruvchi, vintlardek va yong'oqlarni o'z ichiga oladi. |
| Unchalik qimmat emas. | qimmatroq | Stepperlar xarajatlarni minimallashtiradi. |
| O'rtacha aniqlik bilan sinxronlashtirilishi mumkin | Yuqori aniqlik bilan sinxronlashtirilishi mumkin | Servolar ko'p o'qli ilovalar uchun afzallik beriladi. Maxsus kontrollerlar talab qilinadi. |
| Sayohat oxiridagi xatoni tuzatish | Xatoni darhol tuzatish | Aniq joylashish uchun servolarga afzallik beriladi. Aniqlikni oshirish uchun teskari gayka kerak bo'lishi mumkin. |
| Kodlovchi talab qilinmaydi | Kodlovchi kerak | |
| oddiy tizim | murakkab tizim | |
| Sinxron emas. | Sinxronizatsiyani yo'qotish mumkin emas. | |
| Hech qanday sozlash talab qilinmaydi | Tuzatishlar juda muhim | Servo to'g'ri sozlanmagan bo'lsa, servo aktuatorning ishlashi jiddiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. |
| Oson o'rnatish va almashtirish uchun standart o'lchamlar | O'lchovli standartlashtirishning etishmasligi qiyinchilik tug'diradi | Servo muvofiqligi haqida qaror qabul qilishdan oldin, servo aktuatorga o'rnatilganligiga ishonch hosil qiling. Maxsus dvigatel o'rnatgichlari va ulagichlar talab qilinishi mumkin. |