Mi az a szervómeghajtó és hogyan működik?
A modern ember nem gondolja az életét a termelési folyamatok automatizálása nélkül. A robotok és a manipulátorok egyre több munkát végeznek, helyettesítve az embereket. Ezekben a mechanizmusokban széles körben használják a szervómeghajtót. A mindennapi életben megtalálhatók a légkondicionáló rendszerekben, autókban, radiátorokban stb. Ebben a cikkben megvizsgáljuk az eszközt, a működés elvét és a szervó hatókörét, így az oldal olvasói számára Elecroexpert világossá vált, hogy mi képezi ezt a mechanizmust.
Cél és eszköz
A szervómeghajtót széles körben használják a robotikában, a gépiparban, az autóiparban és a folyamat automatizálásában a gyártásban. Segítségével a manipulátorokat működtetik, a redőnyök kinyitása (teljes vagy hiányos) vagy bezárása (lefedése) megtörténik a szerszámgép konstrukciójában a vágószerszám és más működtetőelemek táplálására.
Ez egy olyan eszköz, amely elektromos motorból, sebességváltóból, helyzetérzékelőből (kódolóból) vagy ellenállásból és vezérlőből (vezérlőberendezés) áll.
Egyszerű szavakkal ez egy elektromechanikus hajtás, amely belső visszacsatolás révén a külső vezérlőjelek függvényében beállítja a mechanizmus tengelyének pontos helyzetét.
Az ábra a készülék egy részét mutatja:
A szervómeghajtók különféle kapacitásokkal és célokra kaphatók: alacsony teljesítmény 0,05 kW-tól, autóiparban és robotikában használják, például sg90, és jelentős teljesítménye 15 kW. Az utóbbiakat ipari manipulátorokba, CNC gépekbe szereljük, az olaj- és gázipar szelepeinek vezérlésére stb.
Az elektromos motort nem mindig szerelik motorként a szervómeghajtón. Hajtóműként sűrített levegő vagy folyadék által hajtott rúdhenger használható.
A szervo típusai
A szervóhajtásokat elektromechanikusra osztják. Ezekben a mechanizmus elektromos motorból és sebességváltóból áll. Ezek viszonylag alacsony sebességgel különböznek egymástól.
Megkülönböztetve a használt motor típusától:
- szinkron, nagy pontosságú a kimeneti tengely forgása, gyorsan lendületet kap;
- aszinkron, a tengely stabil forgása jellemzi;
- egyen- vagy váltakozó áramú (univerzális) kollektormotorral.
A szervó hajtások, ahol a hajtómű hengeres dugattyú, nagy sebességűek. Az autóban használják az automatikus sebességváltó sebességváltójának váltására. Robotokba szerelve, amelyek több mint száz kilogramm terhelést szállítanak. Ipari üzemekben redőnyök cseréjére csomagológépekben, ahol sűrített levegőt használnak energiahordozóként.
A szervohajtás fő jellemzői:
- A fő paraméter a tengelyre nyomaték vagy erő. Az útlevél adataiban két mennyiséget tüntenek fel, a különféle tápfeszültségekhez viszonyítva.
- Sebesség: megmutatja, mennyi ideig a kimenő tengely forog 60-mal0. A különböző feszültségek értékeit feltüntetjük.
- Melyik vezérlőjelet használjuk, analóg vagy digitális.
- Tápfeszültség. A legtöbb kis meghajtó 4,8 és 7,2 volt közötti feszültséggel rendelkezik. Például rádióvezérelt modellekben használják. Három vezetékkel van felszerelve, és szabványos kivágással rendelkezik. A vezérlőjelet fehérre, barnara vagy sárgare továbbítja, egy piros feszültséget kap, a fekete pedig a közös vezetéket.
- Munka forgási szöge, általában 1800 vagy 3600. Rendelkezésre állnak a továbbfejlesztett hajtások, a tengely állandó forgásával;
- Fogaskerék-gyártó anyag. Sárgarézből, szénszálból, műanyagból készülnek vagy kombinálhatók.
Az elektromechanikus szervómeghajtásban maggal ellátott villamos motorokat használnak, amelyek működése közben az inga forogásakor rezgés lép fel. Ez csökkenti a kimenő tengely forgásának pontosságát. A forgórész minimális kinetikus energiájú motorjaitól megfosztják ezt a hátrányt. Ilyen meghajtókra van szükség ahhoz, hogy a CNC gép pontosan beállítsa a működtetőt. Ezek azonban drágábbak, mint a magmotorok.
A leggyakoribb sebességváltó egy olyan sebességváltó, amelyet a sebesség csökkentésére és a kimenő tengely nyomatékának növelésére tervezték. Ritkábban használják egy féregváltással rendelkező hajtást, amelynek nagy áttételi aránya van, de drágább és nehezebben gyártható.
Alkalmazási terület
A szervómeghajtót széles körben használják a robotikában és a manipulátorokban. Kicsi mechanizmusok létrehozásakor az mg995 szervohajtót és hasonlókat kell használni.
Az amatőr termékek modern hajtásainak vezérlésére gyakran használják az Arduino család képviselőit. Ez egy olyan elektronikus eszközkészlet, amely robotok és automatizálási eszközök vezérlésére szolgál, ha szervómeghajtót használnak. A vezérlőjel lehet analóg vagy digitális.
A hajtás és a vezérlőegység csatlakoztatási rajzát az ábra mutatja. A készülék több meghajtót vezérelhet.
Padlófűtéshez használjon automatizálást, amely fenntartja az adott hőmérsékletet. A hűtőfolyadék áramlását, amely a meleg víz a kazánból, egy szervómeghajtó vezérli.
Csatlakoztatva van egy vezérlőkészülékhez, amely hőmérsékleti érzékelővel figyeli a hőmérsékletet, és parancsot ad az RBM 24V elektrotermikus szervomeghajtónak. Szabályozóval ellátott AC230V szervóhajtás szintén használható.
A fűtés hőmérséklet-szabályozása automatikusan történik, ehhez az ICMA NC230V vagy NC24V típusú szervohajtást kell használni. Különféle tápfeszültségekhez készülékek állnak rendelkezésre.
Az autóban használt egységes szervó kis méretekkel rendelkezik. 12 V fedélzeti feszültséggel történő működésre tervezték. Központi zárral van beépítve, és az autó minden ajtójára beépíthető, beleértve az ötödik ajtót (csomagtartó ajtó).
A mechanizmus a forró folyadék áramlását a kályhához is szabályozza. Egy termoelektromos érzékelővel együtt működik, amelynek a jelet a vezérlőbe továbbítja. Az elemzés után az érzékelő parancsot küld a szervómeghajtónak, amely növeli vagy csökkenti a folyadék áramlását.
Például VAZ autókhoz egy SL-5 sebességváltóval ellátott elektromos hajtást használnak.
Ez nem az ilyen eszközök használatának teljes listája.
Előnyök és hátrányok
A szervohajtásnak vannak előnyei hasonló eszközökkel, például léptetőmotorokkal szemben. A visszacsatolás miatt a mechanizmus a tengely helyzetétől függetlenül beállíthatja a tengely helyzetét, amely lehetővé teszi a működési mechanizmus nagy pontosságú beállítását.
A fő előnyök a következők:
- magas pozicionálási pontosság;
- sebességváltó segítségével csökkentik a sebességet és növelik a pillanatot;
- a munkatest elhelyezkedése könnyen módosítható a vezérlőprogram megváltoztatásával;
- az a képesség, hogy nagyobb gyorsulást érjen el működés közben, ami a szervót a léptetőmotorokkal összehasonlítva alkalmasabbá teszi a nagy sebességű készülékekben történő alkalmazásra;
- egységes nyomaték szinte a teljes sebességtartományban;
- jól tolerálja a túlterhelést.
A hátrányok között szerepel:
- sebességváltó jelenléte (különösen kritikus, ha műanyag fogaskerekekkel vagy lágy fémekkel rendelkezik);
- ellenálló sínek kopása (ha potenciométert használunk visszacsatoláshoz a pozicionálás során);
- komplex vezérlőprogram beállítás a nagy pontosságú eredmények elérése érdekében;
- magas berendezések költsége (például a léptetőmotorokkal összehasonlítva);
- a pontosság gyakran alacsonyabb, mint a léptetőmotoroknál.
De ne feledje, hogy az összes előnye és hátránya átlagolva van, olyanok lehetnek, mint a léptetőmotorok, amelyek egy adott alkalmazásban jobban megmutatják magukat, mint a szervohajtás, és fordítva.
következtetés
A háztartási és ipari rendszerek automatikus vezérlése erősen gyökerezik az életünkben. Az utóbbi időben széles körben elterjedt a hajtás, amely programozható blokkok irányítása alatt áll, különféle célokra, például arduino.
Ez lehetővé tette alapvetően új amatőr repülő, rádióvezérelt eszközök, robotok és gyermekjátékok létrehozását. Az iparban a szervohajtást szerszámgépekben, kotrógépben, ATV-ben stb. Használják. Manapság lehetetlen elképzelni az életünket servó nélkül.
A videó bemutatja az sg90 analóg szervók működését egy pókrobot-modellben:
Most már tudja, mi a szervó, hogyan van felépítve és mi a célja. Reméljük, hogy a rendelkezésre álló információk segítenek Önnek megismerni ezt a témát, és megérteni a fő pontokat. Ha kérdése van, kérdezze meg őket a cikk alatt található megjegyzésben!
Kapcsolódó anyagok:
Betöltés...
