Servoajam: seade, tööpõhimõte, eesmärk, tüübid

Eesmärk ja seade

Servoajamit kasutatakse laialdaselt robootikas, masinaehituses, autotootmises ja tootmise protsesside automatiseerimises. Tema abiga aktiveeritakse manipulaatorid, tehakse avamine (täielik või mittetäielik) või sulgemine (katte) siibrid, tööpinkides lõikeriistade ja muude ajamite tarnimiseks.

See on seade, mis koosneb elektrimootorist, käigukastist, asendiandurist (kodeerijast) või takistist ja kontrollerist (juhtimisseade).

Lihtsamalt öeldes on see elektromehaaniline ajam, mis sisemise tagasiside kaudu määrab mehhanismi võlli täpse asukoha sõltuvalt välistest juhtimissignaalidest.

Joonisel on näidatud seadme osa:

Servoajamid on saadaval erineva võimsuse ja otstarbega: väike võimsus alates 0,05 kW, kasutatakse autotööstuses ja robootikas, näiteks sg90 ja märkimisväärne võimsus 15 kW. Viimased on paigaldatud tööstuslikesse manipulaatoritesse, CNC -masinatesse, ventiilide juhtimiseks õli- ja gaasitööstuses jne.

Elektrimootorit ei paigaldata alati servomootorile mootorina. Ajam võib olla vardaga silinder, mida juhib suruõhk või vedelik.

Servotüübid

Servod on jagatud elektromehaanilisteks. Neis koosneb mehhanism elektrimootorist ja käigukastist. Need erinevad suhteliselt väikese kiiruse poolest.

Eristage kasutatud mootoritüübi järgi:

• sünkroonne, neil on kõrge väljundvõlli pöörlemistäpsus, kiire hoog;
• asünkroonne, mida iseloomustab võlli stabiilne pöörlemine;
• kollektori alalis- või vahelduvvoolumootoriga (universaalne).

Servod, kus ajamimehhanism on silindriga kolb, reageerivad kiiresti. Seda kasutatakse autos automaatkäigukasti käikude vahetamiseks. Paigaldatud robotitesse, mis liigutavad üle saja kilogrammi koormusi. Tööstusrajatistes siibrite vahetamiseks pakendamismasinates, kus energiakandjana kasutatakse suruõhku.

Servo peamised omadused:

• Peamine parameeter on pöördemoment või jõud võllile. Passi andmetes on näidatud kaks väärtust, mis on seotud erinevate toitepingetega.
• Kiirus näitab, kui kaua kulub väljundvõlli pööramiseks 60 võrra⁰. Väärtused on näidatud erinevate pinge suuruste jaoks.
• Kas kasutatakse juhtsignaali, analoog- või digitaalsignaali.
• Toitepinge. Enamiku väikeste ajamite toiteallikaks on 4,8–7,2 volti. Kasutatakse näiteks raadio teel juhitavatel mudelitel. See on varustatud kolme juhtmega ja sellel on tavaline pistik. Juhtsignaal antakse valgele, pruunile või kollasele, toitepinge on punane ja must on ühine juhe.
• Pöördenurk, tavaliselt 180⁰ või 360⁰. Saadaval on täiustatud ajamid, millel on pidev võlli pöörlemine;
• Reduktori hammasrataste valmistamise materjal. Need on valmistatud messingist, süsinikkiust, plastikust või neid saab kombineerida.

Elektromehaanilises servoajamas kasutatakse südamikuga elektrimootoreid, mis pendli pöörlemisel vibreerivad. See vähendab väljundvõlli pöördetäpsust. Mootorid, millel on minimaalne rootori kineetiline energia, on sellest puudusest vabad. Sellised ajamid on vajalikud selleks, et CNC tööpink saaks täiturmehhanismi täpselt paigutada. Need on aga kallimad kui tuummootorid.

Kõige tavalisem käigukast on käik, mis on mõeldud kiiruse vähendamiseks ja väljundvõlli pöördemomendi suurendamiseks. Harvemini kasutatakse ussmootoriga ajamit, millel on suur ülekandearv, kuid mis on kallim ja raskem toota.

Kasutusala

Servot kasutatakse laialdaselt robootikas ja manipulaatorites. Väikeste mehhanismide loomisel kasutage servoajamit mg995 jms.

Arduino perekonna esindajaid kasutatakse sageli amatöörraadio toodete kaasaegsete draivide juhtimiseks. See kujutab endast elektrooniliste seadmete komplekti, mis on ette nähtud robotite ja automaatikaseadmete juhtimiseks, kus kasutatakse servoajamit. Juhtsignaal võib olla analoog või digitaalne.

Ajami juhtimisseadmega ühendamise skeem on näidatud joonisel. Seade saab juhtida mitut draivi.

Põrandakütte jaoks kasutatakse automaatikat, mis hoiab seatud temperatuuri. Ja jahutusvedeliku tarnimist, mis on kuum vesi boilerist, reguleerib servoajam.

See on ühendatud juhtimisseadmega, mis jälgib temperatuuri temperatuurianduri abil ja annab käsu elektrotermilisele servoajamile RBM 24V. Kasutada saab ka regulaatoriga servomootorit AC230V.

Kütte temperatuurireguleerimine toimub automaatselt, selleks kasutatakse ICMA NC230V või NC24V tüüpi servoajamit. Seadmed on saadaval erinevate toitepingete jaoks.

Autos kasutatav ühtne servo on mõõtmetelt väike. Mõeldud töötama 12 V rongisisese pingega. See on integreeritud kesklukustussüsteemiga ja paigaldatud auto kõikidele ustele, kaasa arvatud viies uks (tagaluuk).

Mehhanism kontrollib ka kuuma vedeliku tarnimist pliidile. See töötab koos termoelektrilise anduriga, mille signaal saadetakse juhtimisseadmesse. Pärast analüüsi saadab andur servole käsu, mis suurendab või vähendab vedeliku voolu.

Näiteks VAZ-autode puhul kasutatakse SL-5 käigukastiga elektriajamit.

See ei ole täielik loetelu selliste seadmete kasutamisest.

Eelised ja puudused

Servoajamil on eeliseid sarnaste seadmete, näiteks samm -mootorite ees. Tänu tagasisidele saab mehhanism korrigeerida võlli asendit olenemata teljekoormusest, mis võimaldab töömehhanismi suure täpsusega paigaldada.

Peamised eelised on järgmised:

• kõrge positsioneerimistäpsus;
• käigukasti abil vähendatakse pöördeid ja suurendatakse momenti;
• töökorpuse asendit saab hõlpsasti reguleerida, muutes juhtimisprogrammi;
• võime saavutada töötamise ajal suuri kiirendusi, mis muudab servo võrreldes samm-mootoritega sobivamaks kasutamiseks kiirseadmetes;
• ühtlane moment peaaegu kogu kiirusevahemikus;
• talub hästi ülekoormust.

Puuduste hulka kuuluvad:

• käigukasti olemasolu (eriti kriitiline, kui see sisaldab plasthammasrattaid või on valmistatud pehmest metallist);
• takistusradade kulumine (kui positsioneerimiseks kasutatakse potentsiomeetrit);
• juhtimisprogrammi keerukas reguleerimine, et saada ülitäpseid tulemusi;
• seadmete kõrge hind (võrreldes näiteks samm -mootoritega);
• täpsus on sageli väiksem kui samm -mootoritel.

Kuid pidage meeles, et kõik eelised ja puudused on keskmised, võib olla nii samm -mootorid, mis teatud rakenduses näitavad end paremini kui servo, ja vastupidi.

Järeldus

Kodumajapidamiste ja tööstussüsteemide automaatjuhtimine on muutunud meie elu osaks. Viimasel ajal on laialdaselt kasutusel mitmesugustel eesmärkidel programmeeritavate plokkide, näiteks arduino, kontrolli all olev ajam.

See võimaldas luua põhimõtteliselt uusi raadio teel juhitavaid amatöörlennukeid, roboteid ja laste mänguasju. Tööstuses kasutatakse servoajamit tööpinkides, ekskavaatoril, ATV -l jne. Täna on võimatu ette kujutada oma elu ilma servodeta.

Video näitab sg90 analoogservode tööd ämblikroboti mudelis:

Nüüd teate, mis on servo, kuidas see töötab ja milleks see on mõeldud. Loodame, et esitatud teave on aidanud teil seda teemat hallata ja põhipunkte mõista. Kui teil on küsimusi, küsige neid artikli all olevatest kommentaaridest!

Seotud materjalid:

• Mis on rootor ja staator mootoris
• Kuidas töötab elektriarvesti
• Kuidas teha oma kätega automaatvärav