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?伺服電機(jī)的剛性是怎么理解的？
2021-07-20 10:30
在伺服系統(tǒng)方位方式下，施加力讓電機(jī)偏轉(zhuǎn)，假設(shè)用力較大且偏轉(zhuǎn)角度較小，那么就認(rèn)為伺服系統(tǒng)剛性強(qiáng)，反之則認(rèn)為伺服剛性弱。注意這里我說(shuō)的剛性，其實(shí)更接近呼應(yīng)速度這個(gè)概念。從控制器角度看的話，剛性其實(shí)是速度環(huán)、方位環(huán)和時(shí)間積分常數(shù)組合成的一個(gè)參數(shù)，它的大小決議機(jī)械的一個(gè)呼應(yīng)速度。 ? 像松下和三菱伺服都有自動(dòng)增益功用，一般不需要特別去調(diào)整。伺服電機(jī)剛性國(guó)產(chǎn)的一些伺服，只能夠手藝調(diào)整。 ? 其實(shí)假設(shè)你不要求定位快，只需準(zhǔn)，在阻力不大的時(shí)分，剛性低，也能夠做到定位準(zhǔn)，只不過(guò)定位時(shí)間長(zhǎng)。由于剛性低的話定位慢，在要求呼應(yīng)快，定位時(shí)間短的情況下，就會(huì)有定位不準(zhǔn)的錯(cuò)覺(jué)。 ? 而慣量描繪的是物體運(yùn)動(dòng)的慣性，翻滾慣量是物體繞軸翻滾慣性的衡量。翻滾慣量只跟翻滾半徑和物體質(zhì)量有關(guān)。一般負(fù)載慣量超越電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量的10倍，能夠認(rèn)為慣量較大。 ? 導(dǎo)軌和絲杠的翻滾慣量對(duì)伺服電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的剛性影響很大，固定增益下，翻滾慣量越大，剛性越大，越易引起電機(jī)顫抖；翻滾慣量越小，剛性越小，電機(jī)越不易顫抖。可通過(guò)更換較小直徑的導(dǎo)軌和絲桿減小翻滾慣量然后減小負(fù)載慣量來(lái)到達(dá)電機(jī)不顫抖。 ? 我們知道一般在伺服系統(tǒng)選型時(shí)，除考慮電機(jī)的扭矩和額定速度等等參數(shù)外，我們還需要先計(jì)算得知機(jī)械系統(tǒng)換算到電機(jī)軸的慣量，再根據(jù)機(jī)械的實(shí)踐動(dòng)作要求及加工件質(zhì)量要求來(lái)詳細(xì)選擇具有適合慣量大小的電機(jī)。 ? 在調(diào)試時(shí)（手動(dòng)方式下），正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機(jī)械及伺服系統(tǒng)最佳效能的前提。 ? ? 那究竟什么是“慣量匹配”呢？ ? 其實(shí)也不難理解，根據(jù)牛二規(guī)律： 進(jìn)給系統(tǒng)所需力矩= 系統(tǒng)翻滾慣量J × 角加速度θ 角加速度θ影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，θ越小則由控制器宣布指令到系統(tǒng)執(zhí)行完畢的時(shí)間越長(zhǎng)，系統(tǒng)反響越慢。假設(shè)θ改變，則系統(tǒng)反響將忽快忽慢，影響加工精度。 ? 伺服電機(jī)剛性選定后最大輸出值不變，假設(shè)希望θ的改變小，則J就應(yīng)該盡量小。 ? 而上面的，系統(tǒng)翻滾慣量J＝伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)慣性動(dòng)量JM ＋ 電機(jī)軸換算的負(fù)載慣性動(dòng)量JL。 ? 負(fù)載慣量JL由工作臺(tái)及上面裝的夾具和工件、螺桿、聯(lián)軸器等直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件的慣量折合到馬達(dá)軸上的慣量組成。JM為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量，伺服電機(jī)選定后，此值就為定值，而JL則隨工件等負(fù)載改變而改變。假設(shè)希望J改變率小些，則最好使JL所占比例小些。 ? 這就是粗淺意義上的“慣量匹配”。 ? 一般來(lái)說(shuō)，小慣量的電機(jī)制動(dòng)性能好，啟動(dòng)，加速停止的反響很快，高速往復(fù)性好，適合于一些輕負(fù)載，高速定位的場(chǎng)合。中、大慣量的電機(jī)適用大負(fù)載、平穩(wěn)要求比較高的場(chǎng)合，如一些圓周運(yùn)動(dòng)組織和一些機(jī)床行業(yè)。 ? 所以伺服電機(jī)剛性過(guò)大，剛性缺乏，一般是要調(diào)控制器增益改變系統(tǒng)呼應(yīng)了。慣量過(guò)大，慣量缺乏，說(shuō)的是負(fù)載的慣量改變和伺服電機(jī)慣量的一個(gè)相對(duì)的比較。 ? ? 咨詢(xún)聯(lián)系電話：13601713945 ? 如果您想了解更多關(guān)于松下伺服電機(jī)、伺服電機(jī)、行星減速機(jī)（廣用APEX 新寶 紐卡特）、三木聯(lián)軸器的相關(guān)信息，如：價(jià)格、型號(hào)、適用環(huán)境，歡迎您登錄公司官網(wǎng)(http://www.naturasept.com)了解，上海會(huì)通自動(dòng)化同時(shí)是日本松下電器公司的戰(zhàn)略合作伙伴，有著豐富的松下伺服電機(jī)代理經(jīng)驗(yàn)，期待與您合作。 ? ?
在伺服系統(tǒng)方位方式下，施加力讓電機(jī)偏轉(zhuǎn)，假設(shè)用力較大且偏轉(zhuǎn)角度較小，那么就認(rèn)為伺服系統(tǒng)剛性強(qiáng)，反之則認(rèn)為伺服剛性弱。注意這里我說(shuō)的剛性，其實(shí)更接近呼應(yīng)速度這個(gè)概念。從控制器角度看的話，剛性其實(shí)是速度環(huán)、方位環(huán)和時(shí)間積分常數(shù)組合成的一個(gè)參數(shù)，它的大小決議機(jī)械的一個(gè)呼應(yīng)速度。
像松下和三菱伺服都有自動(dòng)增益功用，一般不需要特別去調(diào)整。伺服電機(jī)剛性國(guó)產(chǎn)的一些伺服，只能夠手藝調(diào)整。
其實(shí)假設(shè)你不要求定位快，只需準(zhǔn)，在阻力不大的時(shí)分，剛性低，也能夠做到定位準(zhǔn)，只不過(guò)定位時(shí)間長(zhǎng)。由于剛性低的話定位慢，在要求呼應(yīng)快，定位時(shí)間短的情況下，就會(huì)有定位不準(zhǔn)的錯(cuò)覺(jué)。
而慣量描繪的是物體運(yùn)動(dòng)的慣性，翻滾慣量是物體繞軸翻滾慣性的衡量。翻滾慣量只跟翻滾半徑和物體質(zhì)量有關(guān)。一般負(fù)載慣量超越電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量的10倍，能夠認(rèn)為慣量較大。
導(dǎo)軌和絲杠的翻滾慣量對(duì)伺服電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的剛性影響很大，固定增益下，翻滾慣量越大，剛性越大，越易引起電機(jī)顫抖；翻滾慣量越小，剛性越小，電機(jī)越不易顫抖。可通過(guò)更換較小直徑的導(dǎo)軌和絲桿減小翻滾慣量然后減小負(fù)載慣量來(lái)到達(dá)電機(jī)不顫抖。
我們知道一般在伺服系統(tǒng)選型時(shí)，除考慮電機(jī)的扭矩和額定速度等等參數(shù)外，我們還需要先計(jì)算得知機(jī)械系統(tǒng)換算到電機(jī)軸的慣量，再根據(jù)機(jī)械的實(shí)踐動(dòng)作要求及加工件質(zhì)量要求來(lái)詳細(xì)選擇具有適合慣量大小的電機(jī)。
在調(diào)試時(shí)（手動(dòng)方式下），正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機(jī)械及伺服系統(tǒng)最佳效能的前提。
那究竟什么是“慣量匹配”呢？
其實(shí)也不難理解，根據(jù)牛二規(guī)律：
進(jìn)給系統(tǒng)所需力矩= 系統(tǒng)翻滾慣量J × 角加速度θ
角加速度θ影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，θ越小則由控制器宣布指令到系統(tǒng)執(zhí)行完畢的時(shí)間越長(zhǎng)，系統(tǒng)反響越慢。假設(shè)θ改變，則系統(tǒng)反響將忽快忽慢，影響加工精度。
伺服電機(jī)剛性選定后最大輸出值不變，假設(shè)希望θ的改變小，則J就應(yīng)該盡量小。
而上面的，系統(tǒng)翻滾慣量J＝伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)慣性動(dòng)量JM ＋ 電機(jī)軸換算的負(fù)載慣性動(dòng)量JL。
負(fù)載慣量JL由工作臺(tái)及上面裝的夾具和工件、螺桿、聯(lián)軸器等直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件的慣量折合到馬達(dá)軸上的慣量組成。JM為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量，伺服電機(jī)選定后，此值就為定值，而JL則隨工件等負(fù)載改變而改變。假設(shè)希望J改變率小些，則最好使JL所占比例小些。
這就是粗淺意義上的“慣量匹配”。
一般來(lái)說(shuō)，小慣量的電機(jī)制動(dòng)性能好，啟動(dòng)，加速停止的反響很快，高速往復(fù)性好，適合于一些輕負(fù)載，高速定位的場(chǎng)合。中、大慣量的電機(jī)適用大負(fù)載、平穩(wěn)要求比較高的場(chǎng)合，如一些圓周運(yùn)動(dòng)組織和一些機(jī)床行業(yè)。
所以伺服電機(jī)剛性過(guò)大，剛性缺乏，一般是要調(diào)控制器增益改變系統(tǒng)呼應(yīng)了。慣量過(guò)大，慣量缺乏，說(shuō)的是負(fù)載的慣量改變和伺服電機(jī)慣量的一個(gè)相對(duì)的比較。
咨詢(xún)聯(lián)系電話：13601713945
如果您想了解更多關(guān)于松下伺服電機(jī)、伺服電機(jī)、行星減速機(jī)（廣用APEX 新寶 紐卡特）、三木聯(lián)軸器的相關(guān)信息，如：價(jià)格、型號(hào)、適用環(huán)境，歡迎您登錄公司官網(wǎng)(http://www.naturasept.com)了解，上海會(huì)通自動(dòng)化同時(shí)是日本松下電器公司的戰(zhàn)略合作伙伴，有著豐富的松下伺服電機(jī)代理經(jīng)驗(yàn)，期待與您合作。
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