Servo est un dispositif de transmission de puissance qui permet de contrôler l'opération de mouvement requise par l'équipement électromécanique.Par conséquent, la conception et la sélection du système d'asservissement est en fait le processus de sélection des composants de puissance et de contrôle appropriés pour le système de contrôle de mouvement électromécanique de l'équipement.Il s'agit de Les produits reçus comprennent principalement :
Le contrôleur automatique utilisé pour contrôler la posture de mouvement de chaque axe du système ;
Servo variateur qui convertit le courant alternatif ou continu avec une tension et une fréquence fixes en l'alimentation électrique contrôlée requise par le servomoteur ;
Servomoteur qui convertit la puissance alternative du conducteur en énergie mécanique ;
Le mécanisme de transmission mécanique qui transmet l'énergie cinétique mécanique à la charge finale ;
…
Considérant qu'il existe de nombreuses séries d'arts martiaux de produits servo industriels sur le marché, avant d'entrer dans la sélection de produits spécifiques, nous devons toujours d'abord selon les besoins de base de l'application de contrôle de mouvement de l'équipement que nous avons appris, y compris les contrôleurs, les entraînements, les moteurs le criblage est réalisé avec des produits asservis tels que des réducteurs…etc.
D'une part, cette sélection est basée sur les attributs de l'industrie, les habitudes d'application et les caractéristiques fonctionnelles de l'équipement pour trouver des séries de produits potentiellement disponibles et des combinaisons de programmes de nombreuses marques.Par exemple, le servo dans l'application à pas variable de l'énergie éolienne est principalement le contrôle de la position de l'angle des pales, mais les produits utilisés doivent pouvoir s'adapter à l'environnement de travail difficile et rigoureux ;l'application servo dans l'équipement d'impression utilise le contrôle de synchronisation de phase entre plusieurs axes. En même temps, il est plus enclin à utiliser un système de contrôle de mouvement avec une fonction d'enregistrement de haute précision ;l'équipement de pneus accorde plus d'attention à l'application complète d'une variété de systèmes hybrides de contrôle de mouvement et d'automatisation générale ;l'équipement des machines en plastique nécessite que le système soit utilisé dans le processus de traitement du produit.Le contrôle de couple et de position fournit des options de fonction spéciales et des algorithmes de paramètres….
D'autre part, du point de vue du positionnement des équipements, en fonction du niveau de performance et des exigences économiques de l'équipement, sélectionnez la série de produits de l'engrenage correspondant de chaque marque.Par exemple : si vous n'avez pas d'exigences trop élevées en matière de performances des équipements, et que vous souhaitez économiser votre budget, vous pouvez choisir des produits économiques ;à l'inverse, si vous avez des exigences de performances élevées pour le fonctionnement de l'équipement en termes de précision, de vitesse, de réponse dynamique, etc., il est naturellement nécessaire d'augmenter le budget d'entrée pour celui-ci.
En outre, il est également nécessaire de prendre en compte les facteurs environnementaux de l'application, notamment la température et l'humidité, la poussière, le niveau de protection, les conditions de dissipation thermique, les normes électriques, les niveaux de sécurité et la compatibilité avec les lignes/systèmes de production existants…etc.
On peut voir que la sélection principale de produits de contrôle de mouvement est largement basée sur les performances de chaque série de marques dans l'industrie.Dans le même temps, la mise à niveau itérative des exigences des applications, l'entrée de nouvelles marques et de nouveaux produits auront également un certain impact sur elle..Par conséquent, pour faire un bon travail dans la conception et la sélection des systèmes de contrôle de mouvement, les réserves quotidiennes d'informations techniques de l'industrie sont toujours très nécessaires.
Après une sélection préliminaire des séries de marques disponibles, nous pouvons poursuivre la conception et la sélection du système de contrôle de mouvement pour celles-ci.
A ce stade, il est nécessaire de déterminer la plate-forme de contrôle et l'architecture globale du système en fonction du nombre d'axes de mouvement dans l'équipement et de la complexité des actions fonctionnelles.De manière générale, le nombre d'axes détermine la taille du système.Plus le nombre d'axes est élevé, plus les besoins en capacité du contrôleur sont élevés.Dans le même temps, il est également nécessaire d'utiliser la technologie de bus dans le système pour simplifier et réduire le contrôleur et les entraînements.Le nombre de connexions entre les lignes.La complexité de la fonction de mouvement affectera le choix du niveau de performance du contrôleur et du type de bus.Le contrôle simple de la vitesse et de la position en temps réel n'a besoin que d'utiliser un contrôleur d'automatisation et un bus de terrain ordinaires ;la synchronisation en temps réel haute performance entre plusieurs axes (tels que les engrenages électroniques et les cames électroniques) nécessite à la fois un contrôleur et un bus de terrain. Il dispose d'une fonction de synchronisation d'horloge de haute précision, c'est-à-dire qu'il doit utiliser le contrôleur et le bus industriel qui peuvent effectuer -contrôle de mouvement de temps ;et si l'appareil doit compléter l'interpolation plane ou spatiale entre plusieurs axes ou même intégrer le contrôle du robot, alors le niveau de performance du contrôleur Les exigences sont encore plus élevées.
Sur la base des principes ci-dessus, nous avons essentiellement pu sélectionner les contrôleurs disponibles parmi les produits précédemment sélectionnés et les implémenter sur des modèles plus spécifiques ;ensuite, en fonction de la compatibilité du bus de terrain, nous pouvons sélectionner les contrôleurs qui peuvent être utilisés avec eux.Le pilote correspondant et les options de servomoteur correspondantes, mais ce n'est qu'au stade de la série de produits.Ensuite, nous devons déterminer davantage le modèle spécifique du variateur et du moteur en fonction de la demande de puissance du système.
Selon l'inertie de charge et la courbe de mouvement de chaque axe dans les exigences de l'application, grâce à une formule physique simple F = m · a ou T = J · α, il n'est pas difficile de calculer leur demande de couple à chaque instant du cycle de mouvement.Nous pouvons convertir les exigences de couple et de vitesse de chaque axe de mouvement côté charge vers le côté moteur en fonction du rapport de transmission prédéfini, et sur cette base, ajouter des marges appropriées, calculer les modèles d'entraînement et de moteur un par un et établir rapidement le projet de système pour Avant d'entrer dans un grand nombre de travaux de sélection méticuleux et fastidieux, effectuez une évaluation rentable des séries de produits alternatives à l'avance, réduisant ainsi le nombre d'alternatives.
Cependant, nous ne pouvons pas prendre cette configuration estimée à partir du couple de charge, de la demande de vitesse et du rapport de transmission prédéfini comme solution finale pour le système d'alimentation.Parce que les exigences de couple et de vitesse du moteur seront affectées par le mode de transmission mécanique du système d'alimentation et sa relation de rapport de vitesse ;en même temps, l'inertie du moteur lui-même fait également partie de la charge du système de transmission et le moteur est entraîné pendant le fonctionnement de l'équipement.C'est l'ensemble du système de transmission, y compris la charge, le mécanisme de transmission et sa propre inertie.
En ce sens, la sélection du système d'asservissement n'est pas uniquement basée sur le calcul du couple et de la vitesse de chaque axe de mouvement…etc.Chaque axe de mouvement est associé à une unité de puissance appropriée.En principe, il est en fait basé sur la masse/inertie de la charge, la courbe de fonctionnement et d'éventuels modèles de transmission mécanique, en y substituant les valeurs d'inertie et les paramètres de conduite (caractéristiques moment-fréquence) de divers moteurs alternatifs, et en comparant son couple (ou force) avec L'occupation de la vitesse dans la courbe caractéristique, le processus de recherche de la combinaison optimale.De manière générale, vous devez passer par les étapes suivantes :
Sur la base de diverses options de transmission, cartographiez la courbe de vitesse et l'inertie de la charge et de chaque composant de transmission mécanique côté moteur ;
L'inertie de chaque moteur candidat est superposée à l'inertie de la charge et du mécanisme de transmission mappé côté moteur, et la courbe de demande de couple est obtenue en combinant la courbe de vitesse côté moteur ;
Comparez la proportion et l'inertie correspondant à la vitesse du moteur et à la courbe de couple dans diverses conditions, et trouvez la combinaison optimale d'entraînement, de moteur, de mode de transmission et de rapport de vitesse.
Étant donné que le travail dans les étapes ci-dessus doit être effectué pour chaque axe du système, la charge de travail de sélection de puissance des produits servo est en fait très énorme, et la plupart du temps dans la conception du système de contrôle de mouvement est généralement consommé ici.Lieu.Comme mentionné précédemment, il est nécessaire d'estimer le modèle par la demande de couple pour réduire le nombre d'alternatives, et c'est le sens.
Après avoir terminé cette partie du travail, nous devons également déterminer certaines options auxiliaires importantes du variateur et du moteur nécessaires pour finaliser leurs modèles.Ces options auxiliaires comprennent :
Si un variateur de bus CC commun est sélectionné, les types d'unités de redressement, de filtres, de réactances et de composants de connexion de bus CC (tels que le fond de panier de bus) doivent être déterminés en fonction de la distribution de l'armoire ;
Équipez un ou plusieurs axes ou l'ensemble du système d'entraînement avec des résistances de freinage ou des unités de freinage régénératif selon les besoins ;
Si l'arbre de sortie du moteur rotatif est une rainure de clavette ou un arbre optique, et s'il est équipé d'un frein ;
Le moteur linéaire doit déterminer le nombre de modules de stator en fonction de la longueur de course ;
Protocole et résolution de retour d'asservissement, incrémental ou absolu, monotour ou multitours ;
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À ce stade, nous avons déterminé les paramètres clés des différentes séries de marques alternatives dans le système de contrôle de mouvement, du contrôleur aux servocommandes de chaque axe de mouvement, le modèle du moteur et le mécanisme de transmission mécanique associé.
Enfin, nous devons également sélectionner certains composants fonctionnels nécessaires pour le système de contrôle de mouvement, tels que :
Encodeurs auxiliaires (broche) qui aident certains axes ou l'ensemble du système à se synchroniser avec d'autres composants de mouvement non servo ;
Module d'E/S à grande vitesse pour réaliser une entrée ou une sortie de came à grande vitesse ;
Câbles de liaison électrique divers, dont : câbles d'alimentation des servomoteurs, câbles de retour et de freinage, câbles de communication bus entre le driver et le contrôleur… ;
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De cette façon, la sélection de l'ensemble du système de contrôle de mouvement d'asservissement de l'équipement est pratiquement terminée.
Heure de publication : 28 septembre 2021