Szervohajtás: eszköz, működési elv, cél, típusok

Cél és eszköz

A szervohajtást széles körben használják a robotikában, a gépiparban, az autógyártásban és a folyamat automatizálásában. Segítségével a manipulátorok aktiválódnak, nyitás (teljes vagy hiányos) vagy zárás történik (fedő) csappantyúk, szerszámgépekben vágószerszámok és egyéb hajtóművek ellátására.

Ez egy elektromos motorból, sebességváltóból, helyzetérzékelőből (kódoló) vagy ellenállásból és vezérlőből (vezérlőberendezés) álló eszköz.

Egyszerűen fogalmazva, ez egy elektromechanikus hajtás, amely a belső visszacsatolás révén a külső vezérlőjelektől függően beállítja a mechanizmus tengelyének pontos helyzetét.

Az ábrán a készülék egy része látható:

A szervohajtások különböző kapacitásokban és célokra kaphatók: alacsony teljesítmény 0,05 kW -tól, az autóiparban és a robotikában használatos, például az sg90 és a jelentős teljesítmény 15 kW. Ez utóbbiakat ipari manipulátorokba, CNC gépekbe, az olaj- és gázipar szelepvezérléséhez stb.

Az elektromos motort nem mindig szerelik fel szervohajtásra motorként. A hajtás lehet henger, rúddal, amelyet sűrített levegő vagy folyadék hajt.

Szervotípusok

A szervókat elektromechanikusokra osztják. Ezekben a mechanizmus elektromos motorból és sebességváltóból áll. Viszonylag kis sebességben különböznek egymástól.

Meg kell különböztetni a használt motortípustól:

• szinkron, nagy pontosságú a kimeneti tengely forgása, gyorsan lendületet kap;
• aszinkron, stabil tengely forgás jellemzi;
• egyenáramú vagy váltakozó áramú motorral (univerzális).

A szervók, ahol a hajtómechanizmus hengerű dugattyú, nagy válaszsebességgel rendelkeznek. Autóban használják sebességváltáshoz az automata sebességváltóban. Száz kilogramm feletti terhet mozgató robotokba szerelve. Ipari létesítményekben, szelepek kapcsolására csomagológépekben, ahol sűrített levegőt használnak energiahordozóként.

A szervo fő jellemzői:

• A fő paraméter a nyomaték vagy a tengelyre ható erő. Az útlevél adataiban két érték van feltüntetve, a különböző tápfeszültségekhez képest.
• Sebesség, azt mutatja meg, hogy mennyi idő alatt kell elfordítani a kimenő tengelyt 60 -mal⁰. Az értékek a feszültség különböző nagyságaira vonatkoznak.
• Függetlenül attól, hogy a vezérlőjelet használja -e, analóg vagy digitális.
• Tápfeszültség. A legtöbb kis meghajtó 4,8 és 7,2 volt között működik. Például rádióvezérelt modellekben használják. Három vezetékkel szállítjuk, és szabványos csatlakozóval rendelkezik. A vezérlőjel fehér, barna vagy sárga, a tápfeszültség piros, a fekete pedig a közös vezeték.
• A forgási szög, általában 180⁰ vagy 360⁰. Továbbfejlesztett hajtások állnak rendelkezésre állandó tengely forgással;
• A reduktor fogaskerekeinek gyártási anyaga. Sárgarézből, szénszálból, műanyagból készülnek, vagy kombinálhatók.

Az elektromechanikus szervohajtás magos villanymotorokat használ, amelyek rezegnek az inga forgásakor. Ez csökkenti a kimenő tengely fordulási pontosságát. A rotor minimális mozgási energiájú motorjai mentesek ettől a hátránytól. Ilyen meghajtásokra van szükség ahhoz, hogy a CNC szerszámgép pontosan beállítsa a hajtóművet. Ezek azonban drágábbak, mint a magmotorok.

A leggyakoribb sebességváltó a fogaskerék, amelynek célja a sebesség csökkentése és a nyomaték növelése a kimenő tengelyen. Ritkábban csigahajtóművet használnak, amely nagy áttétellel rendelkezik, de drágább és nehezebben gyártható.

Alkalmazási terület

A szervót széles körben használják a robotikában és a manipulátorokban. Kis mechanizmusok létrehozásakor használja a mg995 szervohajtást és hasonlókat.

Az Arduino család képviselőit gyakran használják az amatőr rádiós termékek modern meghajtóinak vezérlésére. Ez egy elektronikus eszközkészletet jelent, amelyet robotok és automatizálási eszközök vezérlésére terveztek, ahol szervohajtást használnak. A vezérlőjel lehet analóg vagy digitális.

A meghajtó és a vezérlőberendezés csatlakoztatásának diagramja az ábrán látható. A készülék több meghajtót is vezérelhet.

A padlófűtéshez automatizálást alkalmaznak, amely fenntartja a beállított hőmérsékletet. És a hűtőfolyadék ellátását, amely a fűtőkazánból származó meleg víz, szervohajtás szabályozza.

Olyan vezérlőkészülékhez van csatlakoztatva, amely hőmérséklet -érzékelővel figyeli a hőmérsékletet, és parancsot ad az RBM 24V elektrotermikus szervohajtásnak. A szabályozóval ellátott AC230V szervohajtás is használható.

A fűtés hőmérséklet -szabályozása automatikusan történik, ehhez ICMA NC230V vagy NC24V típusú szervohajtást használnak. A készülékek különböző tápfeszültségekhez kaphatók.

Az autóban használt egységes szervó kis méretű. 12 V-os fedélzeti feszültséggel való használatra tervezték. Integrált a központi zárrendszerrel, és az autó minden ajtajára van felszerelve, beleértve az ötödik ajtót is (csomagtérajtó).

A mechanizmus szabályozza a forró folyadék ellátását a kályhába. Párhuzamosan működik egy termoelektromos érzékelővel, amelynek jelét a vezérlőberendezéshez küldik. Az elemzés után az érzékelő parancsot küld a szervónak, amely növeli vagy csökkenti a folyadék áramlását.

Például a VAZ autókhoz SL-5 sebességváltóval ellátott elektromos hajtást használnak.

Ez nem teljes lista az ilyen eszközök használatáról.

Előnyök és hátrányok

A szervohajtásnak előnyei vannak a hasonló eszközökkel, például a léptetőmotorokkal szemben. A visszacsatolásnak köszönhetően a mechanizmus a tengelyterheléstől függetlenül korrigálja a tengely helyzetét, ami lehetővé teszi a munkamechanizmus nagy pontosságú felszerelését.

A fő előnyök a következők:

• nagy pozicionálási pontosság;
• a sebességváltó segítségével a fordulatszám csökken és a nyomaték nő;
• a vezérlőprogram megváltoztatásával könnyen beállítható a munka test helyzete;
• az a képesség, hogy nagy gyorsulásokat érjen el működés közben, ami miatt a szervó alkalmasabb a nagysebességű eszközökben való használatra, a léptetőmotorokhoz képest;
• egyenletes pillanat szinte a teljes sebességtartományban;
• jól tolerálja a túlterhelést.

A hátrányok közé tartozik:

• sebességváltó jelenléte (különösen kritikus, ha műanyag fogaskerekeket tartalmaz vagy lágyfémből készült);
• az ellenálló nyomvonalak kopása (ha potenciométert használnak a visszacsatoláshoz);
• a vezérlőprogram komplex beállítása nagy pontosságú eredmények elérése érdekében;
• a berendezések magas költségei (például a léptetőmotorokhoz képest);
• pontossága gyakran kisebb, mint a léptetőmotoroké.

De ne feledje, hogy minden előnyt és hátrányt átlagolunk, lehet mindkét léptetőmotor, amelyek egy bizonyos alkalmazásban jobban mutatják magukat, mint egy szervó, és fordítva.

Következtetés

A háztartási és ipari rendszerek automatikus vezérlése életünk részévé vált. Az utóbbi időben széles körben elterjedt a különféle célokra programozható blokkok, például az arduino vezérlése alatt álló meghajtó.

Ez lehetővé tette alapvetően új amatőr repülő rádióvezérelt eszközök, robotok és gyermekjátékok létrehozását. Az iparban a szervohajtást szerszámgépekben, kotrógépen, ATV -n stb. Ma már elképzelhetetlen az életünk szervók nélkül.

A videó bemutatja az sg90 analóg szervók működését a pókrobot -modellben:

Most már tudja, mi a szervo, hogyan működik és mire szolgál. Reméljük, hogy a megadott információk segítettek elsajátítani ezt a témát és megérteni a főbb pontokat. Ha bármilyen kérdése van, tegye fel őket a cikk alatti megjegyzésekben!

Kapcsolódó anyagok:

• Mi a rotor és az állórész a motorban?
• Hogyan működik a villanyóra
• Hogyan készítsünk automatikus kaput saját kezűleg