Motera Servo Mitondra Fiara Mivantana ho an'ny Fitantanana Mazava Tsara: Nahoana ny Fanafoanana ny Fihemorana Tsy Misy Fihemorana no Manohana ny Fampiharana Amin'ny Fahitsiana Avo lenta

TL;DR

Ny rafitra automatique pick-and-place amin'ny fanangonana elektronika, fonosana fanafody, ary fikirakirana fitaovana mazava tsara dia mitaky famerimberenana ny fametrahana eo amin'ny 10-50 microns amin'ny tahan'ny tsingerina 60-120 picks isan-minitra. Ny motera servo mahazatra dia mampiditra backlash eo amin'ny lalan'ny fandefasana - matetika 3-10 arc-minitra ho an'ny gearbox planetary ary 1-3 arc-minitra ho an'ny gearbox harmonic drive - izay mametra ny fahamarinan'ny fametrahana azo tratrarina ary mamorona tsy fahazoana antoka momba ny toerana izay tsy maintsy averina amin'ny alàlan'ny fomba fanitsiana rindrambaiko. Motera Servo MivantanaManafoana tanteraka ny boaty fifindran'ny herinaratra amin'ny alàlan'ny fampifandraisana mivantana ny rotor motera amin'ny axe enta-mavesatra, mampita ny hery mihodina amin'ny alàlan'ny fifandraisana saha magnetika zero-backlash fa tsy amin'ny nifin'ny kodia mekanika. Ity lahatsoratra ity dia mampiseho fampitahana ara-teknika ny fahombiazan'ny motera servo mivantana amin'ny fampiasana pick-and-place, anisan'izany ny fampitahana ny hakitroky ny hery mihodina, ny fahafaha-manafaingana, ny fepetra takiana amin'ny famahana ny encoder ho an'ny fametrahana amin'ny ambaratonga micron, ny fiheverana ny fitantanana ny hafanana ho an'ny fandidiana haingam-pandeha mitohy, ary ny fomba fisafidianana mifototra amin'ny lanjan'ny entana, ny tahan'ny tsingerina, ary ny fepetra takiana amin'ny fahamarinan'ny fametrahana. Ny angon-drakitra fampitahana dia nalaina avy amin'ny vokatra motera mivantana an'ny Vicks Servo ampiasaina amin'ny milina fametrahana singa elektronika sy rafitra fonosana fanafody mandeha ho azy.

Ny olan'ny backlash amin'ny rafitra servo misy gear

Ao amin'ny milina fakana sy fametrahana mahazatra, ny Motera Servo DriveNy loha fametrahana dia mandalo amin'ny alalan'ny boaty fifindran'ny herinaratra — na boaty fifindran'ny herinaratra planetary eo amin'ny axe mihodina na fiara harmonika eo amin'ny tonon-taolana mifamatotra. Ny boaty fifindran'ny herinaratra dia manana andraikitra roa: fampitomboana ny hery mihodina mba hamindrana ny entana, ary ny fampifanarahana ny tsy fahatomombanana eo amin'ny rotor-n'ny motera sy ny entana. Ny takalon'ireo andraikitra ireo dia ny fihodinana mekanika — ny elanelana misy eo amin'ny nifin'ny entana izay mamorona faritra maty eo amin'ny lalan'ny fifindrana izay ahafahan'ny motera mihodina nefa tsy mamindra ny entana.

Boaty fifindran'ny planeta, ny karazana mahazatra indrindra amin'ny fampiharana automation, dia manana backlash mahazatra 3-10 arc-minutes (0.05-0.17 degre) ho an'ny famolavolana dingana tokana ary 8-15 arc-minutes ho an'ny famolavolana dingana roa. Eo amin'ny faran'ny effector amin'ny sandry pick-and-place misy radius 300 mm, ny backlash 5 arc-minutes dia midika hoe eo amin'ny 0.4 mm eo ho eo ny tsy fahazoana antoka ny toerana eo amin'ny teboka afovoan'ny fitaovana. Ho an'ny fampiharana pick-and-place izay mikirakira singa elektronika misy pitch 0.4-1.0 mmelanelan'ny fitarihana, lehibe loatra ity fihetseham-po ity ka tsy ahafahana mametraka azy tsara raha tsy misy fomba fiasa mipetraka miadana na fanitsiana ny toerana mifototra amin'ny fahitana.

Mampihena ny "backlash" ho 1-3 minitra eo ho eo ny "harmonic drive gearboxes" — eo amin'ny 0.1-0.3 mm eo ho eo amin'ny radius 300 mm — saingy amin'ny vidiny ambony kokoa sy ny fahombiazana mekanika ambany kokoa (60-75 isan-jato raha oharina amin'ny 85-95 isan-jato ho an'ny... Boaty fifindran'ny planeta). Ny fiara harmonic koa dia mampiditra torsional compliance (wind-up) izay mamorona lesoka fanampiny amin'ny fametrahana eo ambanin'ny fepetran'ny enta-mavesatra samihafa. Samy mitaky fanosorana tsy tapaka sy fanoloana tombo-kase ireo karazana boaty gear roa ireo, izay manampy amin'ny enta-mavesatra amin'ny fikojakojana amin'ny tontolo fiasana mitohy.

Tsy voavaha amin'ny alalan'ny fanitsiana servo na ny famaha ny encoder ny olan'ny backlash. Ny encoder avo lenta amin'ny shaft motera — 20-bit na ambony — dia afaka mamaha ny toerana misy ny shaft motera hatramin'ny 0.001 degre, saingy tsy misy dikany io famaha io amin'ny fametrahana ny enta-mavesatra raha toa ka mampiditra backlash 3-10 minitra eo anelanelan'ny toerana misy ny encoder sy ny toerana tena enta-mavesatra ny boaty gear. Ny backlash amin'ny boaty gear dia mamorona bande maty toerana izay Mpanara-maso Servo tsy afaka mandrefy na manitsy satria eo amin'ny ilany fidirana amin'ny boaty fifindran'ny herinaratra ny encoder-n'ny motera, fa tsy eo amin'ny ilany fivoahana. Ny hany fomba hanafoanana ity hadisoana amin'ny fametrahana ity dia ny famindrana ny encoder mankany amin'ny ilany entana amin'ny boaty fifindran'ny herinaratra — na ny fanesorana tanteraka ny boaty fifindran'ny herinaratra amin'ny alàlan'ny teknolojia mitondra mivantana.

Endrika sy Toetran'ny Fahombiazana amin'ny Motera Servo Mivantana

Ny motera servo mivantana dia manafoana ny boaty gear amin'ny alàlan'ny fampiasana motera haingam-pandeha sy miadana miaraka amin'ny rotor mifamatotra mivantana amin'ny axe enta-mavesatra. Ny herin'ny motera dia alefa amin'ny alàlan'ny saha magnetika eo anelanelan'ny andriamby maharitra amin'ny rotor sy ny fihodinan'ny stator - fifandraisana zero-backlash izay mamaly avy hatrany ny baiko toerana tsy misy ny tarika maty amin'ny nifin'ny gear mekanika. Ny fahamarinan'ny toerana dia voafetra amin'ny famaha ny encoder sy ny hamafin'ny rafitry ny rafitra bearing motera, fa tsy amin'ny backlash amin'ny fandefasana.

Ny masontsivana fototra amin'ny fahombiazan'ny motera mivantana amin'ny fampiharana pick-and-place dia ny tahan'ny torque-to-inertia. Ny motera mivantana dia tsy maintsy mamokatra torque ampy mba hanafainganana mivantana ny enta-mavesatra tsy misy fampitomboana ny torque amin'ny boaty famatsiana herinaratra. Ny motera mivantana ho an'ny entana 5 kg amin'ny radius 300 mm — mahazatra ho an'ny fampiharana pick-and-place antonony — dia mitaky torque mitohy 15-25 Nm ary torque ambony indrindra 40-70. Nm. Ny inertia-n'ny rotor an'ny motera dia mazàna 0.005-0.020 kg·m² ho an'io elanelan'ny torque io, ka miteraka tsy miovaova ny fotoana mekanika (ny fotoana hahatratrarana ny 63 isan-jaton'ny hafainganam-pandeha ambony indrindra) 5-15 milisegondra. Io tsy miovaova ny fotoana io dia azo ampitahaina na haingana kokoa noho ny rafitra servo misy gear miaraka amin'ny gearbox planetary, satria ny inertia sy ny fanarahan-dalànan'ny gearbox dia esorina amin'ny rafitra dinamika.

Voafetra amin'ny fahafahan'ny motera mitondra fiara mivantana ny fahafahan'ny motera mitondra fiara mivantana mihetsika haingana (torque térmée) sy ny totalin'ny inertia taratra (rotor motera + enta-mavesatra). Ho an'ny ohatra amin'ny entana 5 kg misy radius 300 mm, ny inertia taratra dia eo amin'ny 0.45 kg·m² eo ho eo. Ny motera mitondra fiara mivantana misy torque térmée 60 Nm dia afaka mahatratra hafainganam-pandeha angular 125 rad/s², izay midika ho hafainganam-pandeha linear 37.5 m/s² (3.8 g) eo amin'ny teboka ivon'ny fitaovana. Ampy ho an'ny tahan'ny tsingerina 80-120 picks isan-minitra amin'ny fampiharana fampivondronana elektronika io haavon'ny hafainganam-pandeha io. Ny anay vokatra isan-karazany amin'ny motera servo ahitana modely mitondra fiara mivantana izay mandrakotra hery mitohy manomboka amin'ny 3 Nm ka hatramin'ny 200 Nm ho an'ny haben'ny entana azo alaina sy apetraka isan-karazany.

Famahanana Encoder sy ny fahamarinan'ny toerana

Ao amin'ny rafitra mitondra mivantana, ny famahaman'ny encoder no mamaritra mivantana ny fahamarinan'ny toerana azo tratrarina satria ny encoder dia mandrefy mivantana ny toerana misy ny entana — tsy misy boaty fifindran'ny herinaratra eo anelanelan'ny encoder sy ny entana. Ho an'ny fampiharana maka sy mametraka izay mitaky famerimberenana ±10 micron eo amin'ny teboka afovoan'ny fitaovana amin'ny radius sandry 300 mm, ny famahaman'ny zoro ilaina amin'ny axe mihodina dia kajy amin'ny fampiasana ny raikipohy halavan'ny arc: famahaman'ny zoro = famahaman'ny tsipika / radius sandry. Ho an'ny ±10 microns amin'ny 300 mm: famahaman'ny zoro = 0.010 mm / 300 mm = 0.0000333 radians = 0.00191 degre = eo amin'ny 6.9 arc-segondra eo ho eo. Ity famahaman'ny zoro ity dia mitaky encoder manana farafahakeliny 360 degre / 0.00191 degre isaky ny isa = eo amin'ny 188,335 isa isaky ny fihodinana, izay mitovy amin'ny famahaman'ny 18-bit (isa 262,144 isaky ny fihodinana) miaraka amin'ny sisiny.

Ny motera Vicks Servo mivantana dia misy encoder absolute 23-bit (isa 8,388,608 isaky ny fihodinana) ho fitaovana mahazatra, izay manome famaha zoro 0.000043 degre (0.15 arc-segondra) — eo amin'ny 12 heny tsara kokoa noho ny famaha ilaina amin'ny fametrahana ±10 micron amin'ny radius 300 mm. Eo amin'ny teboka ivon'ny fitaovana, ity famaha encoder ity dia midika ho famaha toerana teorika eo amin'ny 0.2 microns eo ho eo, ambany lavitra noho ny fetran'ny famerimberenana mekanika napetraky ny elanelan'ny bearing, ny fanitarana mafana, ary ny fanarahan-dalàna ara-drafitra ao amin'ny lohan'ny fametrahana. Azo jerena avy hatrany ny toerana absolute an'ny encoder rehefa ampiasaina tsy mila homing routine, mampihena ny fotoana fanombohana ny milina amin'ny tontolo famokarana.

Ny tahan'ny valin-kafatra avy amin'ny encoder dia masontsivana manan-danja iray hafa ho an'ny fampiharana pick-and-place. Amin'ny tahan'ny tsingerina 100 picks isan-minitra miaraka amin'ny fotoana fihetsehana sy fametrahana 300 milisegondra isaky ny pick, ny servo controller dia tsy maintsy mikirakira ny valin-kafatra avy amin'ny toerana ary mamorona baiko amin'ny hafainganam-pandeha 4-8 kHz mba hihazonana ny fahamarinan'ny lalana ilaina. Ny motera direct drive anay dia mifandray amin'ny servo drives izay manohana ny tahan'ny fanavaozana ny hafainganam-pandeha 8 kHz miaraka amin'ny tahan'ny fanavaozana ny hafainganam-pandeha 4 kHz, manome bandwidth ampy ho an'ny profil fihetsehana haingam-pandeha sy fohy mahazatra amin'ny fampiharana pick-and-place. Ny tsipika vokatra servo drive dia noforonina miaraka amin'ny fanaraha-maso ny courant avo lenta ilaina amin'ny fiasan'ny motera mitondra mivantana.

Fitantanana ny hafanana amin'ny fiasana haingam-pandeha mitohy

Ireo motera mitondra mivantana amin'ny fampiharana "pick-and-place" dia miatrika olana ara-hafanana izay tsy iraisan'ny rafitra servo misy "gear". Ao amin'ny rafitra misy "gear", ny "gearbox" dia manome fampitomboana ny "torque", ahafahan'ny motera miasa amin'ny hafainganam-pandeha ambony kokoa sy ny "torque" ambany kokoa noho izay ilain'ny enta-mavesatra. Ny haben'ny "frame" kely kokoa amin'ny motera dia mampiely ny hafanana amin'ny velaran-tany kely kokoa, fa ny fahombiazan'ny "gearbox" ambany kokoa dia miteraka hafanana fanampiny amin'ny dingana fampihenana. Ao amin'ny rafitra mitondra mivantana, ny motera dia miasa amin'ny hafainganam-pandehan'ny enta-mavesatra ary tsy maintsy manome mivantana ny "torque" enta-mavesatra, izay midika fa lehibe kokoa ny "frame"-n'ny motera ary avo kokoa ny hakitroky ny courant ao amin'ny "windoils" amin'ny "torque" ambony indrindra.

Ny fitantanana ny hafanana amin'ny motera mivantana dia resahina amin'ny alàlan'ny endri-javatra telo amin'ny famolavolanaVoalohany, ny kilasy insulation amin'ny hodi-stator dia matetika Class H (voasokajy ho an'ny fiasana mitohy 180°C) na Class N (voasokajy ho an'ny 200°C), izay mamela ny hakitroky ny courant ambony kokoa tsy misy fahasimban'ny insulation. Faharoa, ny rafitry ny motera dia mampiditra fantsona fampangatsiahana rano mitambatra - lavaka miolikolika namboarina tao amin'ny fonon'ny stator izay mampivezivezy ny rano fampangatsiahana amin'ny 5-15 litatra isan-minitra mba hanesorana ny hafanana amin'ny hodi-stator. Ny rafitra fampangatsiahana rano dia mampihena ny fanoherana ny hafanan'ny motera amin'ny 40-60 isan-jato raha oharina amin'ny fampangatsiahana convection voajanahary, mamela ny vokatra torque mitohy avo roa heny avy amin'ny haben'ny frame mitovy. Fahatelo, ny andriamby maharitra amin'ny rotor dia voasokajy ho an'ny fiasana hatramin'ny 150°C tsy misy demagnetization - matetika samarium-cobalt (SmCo) na neodymium-iron-boron (NdFeB) miaraka amin'ny andriamby avo lenta.

Ao anatin'ny fampiharana mahazatra "pick-and-place" izay miasa amin'ny tsingerina 100 isaky ny minitra miaraka amin'ny tsingerina 50 isan-jato (ny fotoana fihetsehana dia mitovy amin'ny fotoana fipetrahana), ny herin'ny motera dia eo amin'ny 200-500 watts eo ho eo ho an'ny motera "direct drive" antonony miaraka amin'ny hery mitohy 20 Nm. Miaraka amin'ny fampangatsiahana rano amin'ny 8 litatra isaky ny minitra ary ny mari-pana fidirana 20°C, ny mari-pana ao amin'ny fonon'ny motera dia mijanona amin'ny 55-70°C — ao anatin'ny fetran'ny kilasy insulation. Ho an'ny fampiharana izay tsy misy fampangatsiahana rano, ny tahan'ny hery mitohy an'ny motera dia tsy maintsy ahena 30-50 isan-jato, ary mety mila ahena ny tahan'ny tsingerina mba hisorohana ny be loatra ny hafanana. Ho an'ny fampiharana mangatsiaka amin'ny rivotra, ny anay milina mitambatra mitondra fiara mivantana Ny andiany dia ahitana modely misy trano misy vombony nohatsaraina ho an'ny fampangatsiahana convection voajanahary.

Fomba fandrefesana habe manokana ho an'ny fampiharana

Ny fisafidianana ny motera servo mivantana mety amin'ny fampiasana "pick-and-place" dia mitaky kajy efatra: ny "torque" ambony indrindra ilaina, ny "torque" mitohy ilaina, ny hafainganam-pandeha ambony indrindra, ary ny tsingerin'ny asa mafana. Ny dingana fandrefesana dia manomboka amin'ny famaritana ny enta-mavesatra: ny lanjan'ny entana, ny halavan'ny sandry (radius avy amin'ny axe mihodina mankany amin'ny teboka ivon'ny fitaovana), ny fepetra takiana amin'ny fametrahana, ary ny tahan'ny tsingerina.

Ny filàna torque ambony indrindra dia fehezin'ny torque fanafainganana mandritra ny fizarana fihetsehana amin'ny tsingerin'ny pick-and-place. Ho an'ny fihetsehana teboka-mankany-teboka misy mombamomba ny hafainganam-pandeha trapezoidal — ny mombamomba mahazatra indrindra amin'ny pick-and-place — ny torque fanafainganana dia kajy toy ny T_acc = (J_total × ω_peak) / t_acc, izay J_total ny inertia taratra manontolo (inertia entana + inertia rotor motera), ω_peak ny hafainganam-pandeha zoro ambony indrindra, ary t_acc ny fotoana fanafainganana. Ho an'ny tsingerin'ny pick-and-place mahazatra misy sandry 300 mm, entana 3 kg, ary tahan'ny tsingerina kendrena 80 picks isan-minitra, ny torque ambony indrindra dia eo amin'ny 40-55 Nm eo ho eo, izay mitaky motera mitondra mivantana miaraka amin'ny naoty torque ambony indrindra 60-80 Nm mba hanomezana margin torque 15-30 isan-jato ho an'ny fiovaovan'ny lalana.

Ny filàna "torque" mitohy dia kajiana avy amin'ny "torque" RMS mandritra ny tsingerina pick-and-place manontolo, anisan'izany ny fanafainganana, ny hafainganam-pandeha tsy miovaova, ny fihenan'ny hafainganam-pandeha, ary ny fizarana settle. Ny fizarana settle — matetika 30-50 milisegondra ho an'ny fametrahana ao anatin'ny ±10 microns — dia mandray anjara amin'ny "torque" antonony kely indrindra saingy manitatra ny fotoana tsingerina. Ny "torque" RMS ho an'ny ohatra pick-per-minitra 80 dia eo amin'ny 12-18 Nm eo ho eo, izay mitaky motera manana "torque" mitohy 15-25 Nm amin'ny hafainganam-pandehan'ny fiasana 100-300 RPM. Ny tahan'ny "torque" faratampony amin'ny "torque" mitohy (ny "torque overload factor") ho an'ny motera mitondra mivantana dia matetika 3:1 hatramin'ny 5:1, raha oharina amin'ny 2:1 hatramin'ny 3:1 ho an'ny motera servo misy "gear", satria lava kokoa ny fotoana mafana tsy miovaovan'ny motera mitondra mivantana (15-30 minitra raha oharina amin'ny 5-10 minitra ho an'ny motera misy "gear") noho ny haben'ny rotor lehibe kokoa.

Ho an'ny fampiharana misy entana mihoatra ny 10 kg na halavan'ny sandry mihoatra ny 500 mm, dia ilaina ny motera mitondra mivantana miaraka amin'ny haben'ny frame lehibe kokoa sy ny tahan'ny torque ambony kokoa. Raha tsy izany, dia azo ampiasaina ny motera torque — motera mitondra mivantana miaraka amin'ny endrika fisaka lehibe sy namboarina ho an'ny torque avo amin'ny hafainganam-pandeha ambany. Ny motera torque dia manome tahan'ny torque mitohy 100-2,000 Nm amin'ny hafainganam-pandeha 10-200 RPM, mety amin'ny fampiharana maka sy mametraka entana mavesatra toy ny fikirakirana PCB lehibe na fametrahana tavoahangy fanafody. Ny anay pejy vokatra automatique indostrialy ahitana torolàlana fifantenana ho an'ny fampiharana motera mivantana sy ny hery mihodina amin'ny entana sy ny fahamarinan'ny entana samihafa.

Fanontaniana Matetika Apetraka

Ny Vicks Servo Intelligent Equipment (Ningbo) Co., Ltd. dia mamokatra motera servo mivantana, motera servo, ary vahaolana fanaraha-maso ny fihetsehana ho an'ny automation indostrialy, ny fanamboarana tsindrona, ary ny fampiharana fanamboarana precision. Raha mila torohevitra momba ny refy motera ho an'ny fampiharana pick-and-place manokana, tsidiho ny katalaogin'ny vokatra na Pejy motera servo ho an'ny fepetra ara-teknika.