Области использования устройства
Сегодня машино- и приборостроение основано на автоматизации различных процессов, упрощению различных узлов и систем за счет приведения механизмов к простым, но эффективным конструктивным решениям. Сервоприводы в этих процессах пришлись «ко двору», так как позволяют поддерживать постоянную скорость в конструкциях сферы промышленной робототехники и в станках высокой точности.
Сервоприводы устанавливаются на сверлильных станках, в различных узлах транспортных средств, в системах вспомогательного назначения. Эти приборы широко используются:
- при изготовлении бумаги и упаковочной продукции;
- при производстве листового металлопроката;
- в металлообрабатывающих станках;
- при производстве различных транспортных средств;
- в деревоперерабатывающей промышленности (в конструкциях оборудования);
- в любых системах, где использование традиционных преобразователей частоты неэффективно из-за отсутствия контроля над точностью выполнения манипуляций.
В целом можно сказать, что применение сервоприводов необходимо при использовании оборудования высокой точности и производительности.
Чем обусловлено использование сервоприводов в различных системах?
Спрос на это оборудование обусловлен:
- возможностью сделать управление процессами точным;
- широкие возможности контроля скоростных режимов;
- низкой чувствительностью прибора к помехам;
- небольшими габаритами прибора.
Как функционирует сервопривод?
Сервопривод способен повышать мощность, если поступающая из внешнего источника энергия отличается от той, какая требуется «на выходе», если ее входящие показатели нестабильны.
Система обратной связи представляет собой замкнутый контур, используемый для управления. Эти конструкции работают по принципу возврата сигналов с контролируемых узлов, объектов, агрегатов. Обратный сигнал поступает с датчика на управляющую систему, которая оценивает данные, сравнивает их с заданными параметрами и нормализует показатели при необходимости.
То есть сервопривод напрямую передает нормализованную энергию, а обратно передает данные, необходимые для обеспечения точности управления.
Конструкция сервопривода
Традиционно этот прибор оснащен 3-мя проводами:
- сигнальным, по которому передается управляющий импульс;
- питающим;
- заземляющим.
По габаритным показателям эти агрегаты делятся на микроприводы, стандартные конфигурации и крупногабаритные устройства.
Характеристики сервоприводов
Для оценки работы любого сервопривода, как правило, берут два показателя – это скорость поворота вала и усилие на нем.
Первый параметр показывает время, поэтому его измерение осуществляется в секундах. Второй показатель, в свою очередь, измеряется в кг/см и сообщает, с каким усилением от центра вращения действует устройство. Этот параметр зависит от целевого назначения прибора и лишь затем от таких факторов, как количество применяемых узлов и передач редуктора.
Аналог или цифра?
Еще пару десятилетий тому все модификации сервоприводов были аналоговыми. В настоящее время все больше цифровых конструкций, о достоинствах которых речь пойдет ниже.
Отмечается всеми специалистами, что разработчики и производители аналоговых сервоприводов за последнее десятилетие достигли значительных успехов. Эти устройства стали намного компактнее, а их технические характеристики существенно улучшились – повысилась скорость вращения, а также стал больше показатель усилия на валу.
Следующим, инновационным этапом развития сервосхем стало появление устройств, где управление осуществляется цифровым методом. Подобные модификации имеют ряд преимуществ даже в сравнении с сервоприводами коллекторного типа.
Рассматривая снаружи аналог и цифру конструкций сервоприводов, особых отличий можно и не найти. Разница между этими устройствами заключается в платах управления. На цифровых моделях вместо микросхемы установлен микропроцессор, который и анализирует поступающие сигналы и отдает команды, управляющие двигателем.
Некоторые ошибочно утверждают, что функционирование аналоговых и цифровых приборов серьезно различаются. Это не так. Обе модификации могут иметь одинаковые механизмы, силовые агрегаты и переменные резисторы (потенциометры). Главное отличие между ними – это метод переработки поступающих сигналов и управление двигателем.
В аналоговом устройстве полученный сигнал совпадает с фактическим положением сервомотора, далее происходит передача сигнала усилителя на двигатель, вал которого перемещается в заданную позицию. Минимальная частота процесса по времени составляет 50 циклов в секунду. Между импульсами сигналы на двигатель не подаются. Данное время обозначается, как «мертвая зона», в этот период знаковость сигнала может смениться в противоположную сторону.
Цифровые модификации оснащены специальным процессором, который работает на высоких частотах. Обработка входящих сигналов и отправка управляющих импульсов на двигатель осуществляется минимум 300 циклов в секунду. Это обеспечивает высокий показатель кручения и качественно оптимизирует центрирование.
Единственным недостатком можно считать более скорый разряд батареи в цифровом агрегате, чем в аналоговом устройстве.
