Что представляют собой сервоприводы и как они работают. Какие бывают виды сервоприводов. Где применяются сервоприводы в промышленности и робототехнике. Каковы преимущества использования сервоприводов.
Что такое сервопривод и как он работает
Сервопривод — это электромеханическое устройство, обеспечивающее точное управление положением, скоростью и ускорением исполнительного механизма. Ключевой особенностью сервопривода является наличие обратной связи, позволяющей контролировать фактическое положение и скорость вала двигателя.
Основные компоненты сервопривода включают:
- Электродвигатель (как правило, бесколлекторный)
- Датчик обратной связи (энкодер или резольвер)
- Блок управления
- Редуктор (в некоторых конструкциях)
Принцип работы сервопривода основан на сравнении заданного и фактического положения вала. При возникновении рассогласования блок управления подает сигнал на двигатель для устранения ошибки. Это обеспечивает высокую точность позиционирования.
Виды сервоприводов
По типу используемого двигателя сервоприводы подразделяются на:
- Коллекторные DC-сервоприводы
- Бесколлекторные DC-сервоприводы
- AC-сервоприводы
По типу датчика обратной связи различают:
- Сервоприводы с энкодером
- Сервоприводы с резольвером
Также сервоприводы классифицируют по мощности, точности позиционирования, быстродействию и другим параметрам.
Применение сервоприводов в промышленности
Сервоприводы нашли широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своим преимуществам:
- Высокая точность позиционирования
- Быстрый отклик на управляющий сигнал
- Плавность движения
- Высокий КПД
- Компактность и малый вес
Рассмотрим основные сферы применения сервоприводов в промышленности.
Металлообработка
В станках с ЧПУ сервоприводы обеспечивают точное перемещение рабочих органов. Это позволяет изготавливать детали сложной формы с высокой точностью. Сервоприводы используются в:
- Токарных станках
- Фрезерных станках
- Шлифовальных станках
- Электроэрозионных станках
Упаковочное оборудование
В упаковочных линиях сервоприводы применяются для:
- Точного дозирования продукции
- Синхронизации движения конвейеров
- Управления механизмами резки и сварки упаковки
Робототехника и сервоприводы
Сервоприводы являются ключевым компонентом современных роботов. Они обеспечивают точное и быстрое перемещение звеньев робота, что критически важно для выполнения сложных манипуляций.
Промышленные роботы-манипуляторы
В промышленных роботах сервоприводы используются для приведения в движение суставов робота. Это позволяет роботу выполнять такие операции как:
- Сварка
- Окраска
- Сборка
- Паллетирование
Коллаборативные роботы
В коллаборативных роботах, предназначенных для совместной работы с человеком, сервоприводы обеспечивают плавность движений и быструю реакцию на внешние воздействия. Это повышает безопасность работы.
Преимущества использования сервоприводов Sigma 5 и MP2300
Сервоприводы серий Sigma 5 и MP2300 от компании Yaskawa обладают рядом преимуществ:
- Высокая динамика — время отклика менее 250 мкс
- Широкий диапазон мощностей — от 50 Вт до 15 кВт
- Встроенные функции безопасности
- Поддержка различных промышленных сетей
- Удобные инструменты для настройки и диагностики
Эти характеристики делают данные серии сервоприводов оптимальным выбором для широкого спектра применений в промышленности и робототехнике.
Сервоприводы в автоматизации зданий
Помимо промышленности, сервоприводы активно применяются в системах автоматизации зданий. Основные области применения включают:
- Управление климатическими системами
- Автоматизация освещения
- Управление шторами и жалюзи
- Системы контроля доступа
Использование сервоприводов в этих системах позволяет повысить энергоэффективность зданий и улучшить комфорт пользователей.
Перспективы развития сервоприводов
Технологии сервоприводов продолжают развиваться. Основные тенденции включают:
- Повышение энергоэффективности
- Интеграция функций безопасности
- Разработка «умных» сервоприводов с расширенными возможностями диагностики
- Применение новых материалов для улучшения характеристик
Эти разработки открывают новые возможности для применения сервоприводов в различных отраслях.
Термоэлектрический сервопривод — применение, принцип действия, монтаж, характеристики
Принцип действия:
Термоэлектрический сервопривод регулирует температуру воздуха в комнате с помощью комнатного термостата. Сервопривод открывает или закрывает клапан в зависимости от установленной температуры комнатного термостата. Информация о рабочем режиме передается электрическим импульсом от комнатного термостата до сервопривод через кабельное соединение. Термоэлектрический сервопривод работает беззвучно.
Применение:
Термоэлектрический сервопривод является частью системы управления отопления и предназначается для работы с термостатическими клапанами резьбой M30x1,5. Особенно подходит для регулировки температуры в выделенной зоне, а также для регулировки температуры пола. Устройством можно управлять при помощи комнатного термостата, используя измерения комнатной температуры. Регулирование обогрева осуществляется с помощью воскового датчика, обеспечивающего работу двойного действия.
Через прозрачное стекло можно увидеть втулку. Верхнее положение втулки указывает на открытом положении термостатического клапана.
Монтаж
- Необходимо открутить защитный колпачок с термостатического клапана
- Не используйте гаечный ключ или подобные инструменты
- Установить сервопривод на термостатический клапан; одной рукой, нажмите на сервопривод сверху , чтобы закрыть клапан. Другой рукой, затяните гайку вручную.
- Соединительный кабель не может быть в непосредственном контакте с объектами высокой температуры: трубами, радиаторами, и т.д.
- Электрическое подключение выполнить в соответствии с инструкцией
- Для регулирования гидравлической системы все отопительные контуры должны быть открыты
- В случае демонтажа, в первую очередь необходимо отключить термоэлектрический сервопривод от электропитания
Подключение электричества
Технические данные
| Номер артикула | 603200055 | 603200054 |
| Напряжение | 24V DC (+-0,1V) | 230V AC (+-3V) |
| Время открытия / закрытия при 25 ° C | ок.
3 мин |
ок.3 мин |
| Постоянный ток | 75mA | 7,5mA |
| Ток переключения | 400mA | 300mA |
| Макс. температура воды в клапане | 80°C | 80°C |
| Макс. температура окружающей среды | <55°C | <55°C |
| Температура хранения | <45°C | <45°C |
| Длина кабеля | 0,7m | 0,7m |
Внимание
- При отсутствии напряжения, восковой датчик не нагревается. Таким образом, сервопривод закрывается.
- Подключение электричества должно выполняться квалифицированным специалистом в соответствии с разрешениями и нормами.
- Запрещено разбирать сервопривод, так как это может вызвать необратимое повреждение
- В случае повреждения сервопривода, следует немедленно отключить его от электричества.
- Не стоит самостоятельно менять соединительный кабель. Ремонт может быть осуществлен только производителем.
- Сервопривод необходимо чистить слегка влажной тряпкой. Не стоит употреблять химические средства для его очистки.
- Гарантийный срок составляет 24 месяца с даты покупки.
Поделиться | Share it
Принцип работы серводвигателя | Статьи Первый ампер
Сервопривод – это механизм со специальным датчиком для отслеживания заданных параметров, блоком управления и двигателем. Этот механизм предназначен для установки в различное станочное оборудование, а также применения в процессах автоматизации производства. Сервоприводы также активно используются в системах отопления, кондиционирования. В целом они востребованы везде, где нужно задавать движение, а также обеспечивать регулировку ускорения или замедления.
Что такое сервопривод, для чего и где используется.
Сервопривод – это механизм, который подлежит размещению под требуемым углом для фиксации в нужном положении. Он представляет собой силовой агрегат, который управляется посредством отрицательной обратной связи. За счет этого обеспечивается чуткий контроль заданных параметров движения. Сервоприводы также в обязательном порядке оснащаются датчиками и блоком контроля для автоматической поддержки требуемых условий.
Учитывая то, что сервопривод отвечает за главные функции механизма, в случае его выхода из строя, необходим оперативный ремонт серводвигателей. Поэтому его эксплуатацию важно доверять исключительно опытным мастерам. Обслуживание сервоприводов предусматривает замену энкодеров и резольверов, изношенных подшипников и т.д. Однако перед тем, как выполнить ремонт сервомоторов, важно также позаботиться о профессиональной диагностике. При этом стоит исключить попытки самостоятельного определения для последующего устранения проблемы. Они могут привести только к повторной поломке и полному выходу из строя сервомотора.
Если посмотреть на сферы применения, то чаще всего сервоприводы используются в робототехнике и в процессе создания манипуляторов. Они также необходимы для работы систем «теплого пола». Применение сервомоторов обеспечивает возможность автоматической регулировки температуры путем ее понижения или повышения.
Серводвигатели также нашли свое применение в автомобилестроении. Они интегрируются с замками. К тому же их используются для переключения скоростей в автоматической КПП и переключения режимов климата.
Без сервоприводов нельзя обойтись и в грузовом оборудовании. Эти механизмы предназначены для подбора подходящего режима работы. Они необходимы для того, чтобы захватить, поднять, транспортировать, опустить или отпустить предмет любого размера и веса.
Следует заметить, что сервоприводы могут использоваться и во многих других отраслях. Они будут востребованы везде, где нужен точный контроль движения вала.
Принцип действия и конструкция устройства
Работа сервомоторов основывается на командах управления, которые содержатся в специальной программе.
Например, в станках ЧПУ управление осуществляется при помощи стойки числового программного управления. При получении команды создается определенное напряжение, передающееся для питания привода. В результате этого действия в сервомоторе начинает вращаться ходовой винт, с которым связан датчик и исполнительный орган станочного оборудования.
Программное обеспечение предусматривает, что определенное количество сигналов с датчика соответствует конкретному расстоянию, которое прошел исполняющий механизм. Следовательно, при получении требуемого количества импульсов выдается нулевое значение выходного напряжения. После этого происходит остановка серводвигателя.
Конструкция сервомотора предусматривает наличие:
· ротора;
· статора;
· комплектующих для коммутации;
· энкодера;
· узла управления и контроля;
· системы включения и выключения;
· корпуса.
Главной конструктивной особенностью сервомоторов считается возможность управления этими силовыми агрегатами посредством изменения скорости вращения ротора, момента и положения.
Еще одна особенность заключается в наличии обратной связи.
Для включения и выключения такого мотора используются резисторы, потенциометры и микропроцессоры. Основу работы серводвигателей составляет принцип сравнения заданного значения и показателей датчиков.
Основные характеристики.
При выборе сервомоторов стоит обратить внимание на такие характеристики как:
· Усиление на валу. От этого показателя зависит крутящий момент. Поэтому он является определяющей характеристикой. В паспорте сервомотора часто указывается сразу несколько показателей для разных значений напряжения.
· Скорость поворота. Данный параметр также влияет на работу сервопривода. Скорость поворота указывается в параметре времени.
· Тип устройства. Существует 2 варианта – цифровой и аналоговый. Для управления первым вариантом используются кодовые команды, последовательная передача которых выполняется через интерфейс. Для управления аналоговыми устройствами подаются частоты с определенным параметрами.
· Питание. Чаще всего данный показатель находится в пределах с 4,8 до 7,2 В.
· Угол поворота. Данный параметр может быть равен 180 или 360 градусам.
Как осуществляется управление серводвигателем, Сервомоторы работают по следующему алгоритму:
· Получение входящих управляющих импульсов со значением угла поворота или скорости и направления вращения.
· Сравнение полученного значения с показателями на датчике.
· Действие электропривода, соответствующее полученной команде. Это может быть поворот, замедление, ускорение и т.д.
Чтобы задать сервомотору требуемое действие, нужно послать управляющий сигнал. Определение положения, которое должен занять сервопривод, зависит от длины импульсов. Полученный импульс сравнивается с значениями заложенных команд. Например, если длина двух импульсов разная, то происходит включение электромотора. Если же длины импульсов одинаковые, то происходит его остановка.
Где и для чего применяется?
Чаще всего сервомоторы используются в точных приборах, программируемых станках, робототехнике и т.
д. Данные механизмы нашли свою популярность в авиамоделировании.
Сегодня происходит развитие и изменение сервоприводов. В сервомоторах, которые сегодня выпускаются на рынке увеличилось количество обмоток. Также произошло увеличение скорости разгона и вращения. Теперь обмотки размещаются даже снаружи магнита. За счет этого решения повышается КПД устройств.
Современные технологии также позволили отказаться от коллектора и использовать постоянные магниты ротора. Сегодня самыми востребованными на рынке можно назвать серводвигатели, функционирующие от программируемого контроллера. Применение таких устройств позволяет создать высокоточные приборы и современную технику.
Такой фактор как высокая точность, поспособствовал развитию и востребованности сервомоторов. К тому же современные цифровые разработки используют компьютер как для настройки, так и управления этими устройствами. За счет этого обеспечивается упрощение работы.
Остается добавить, что серводвигатели необходимы для перемещения выходного вала в требуемое положение и его автоматического удержания.
К тому же с их помощью задаются движения механизма, которые координируются вращениями вала.
4 Популярные области применения серводвигателей
Перейти к содержимому13 сентября 2019 г.
Серводвигатели широко используются для управляемого линейного или углового движения. Они развернуты в системах, с которыми мы взаимодействуем каждый день, а также в более специализированных механических системах. Обычно работая с устройством обратной связи по положению, таким как энкодер или резольвер, серводвигатели также требуют управления для обратной связи с пользователем; эти детали доступны по отдельности, чтобы соответствовать специализированным приложениям конечных пользователей, или в готовых интегрированных конструкциях.
Для чего используются серводвигатели
Эти двигатели могут различаться по конструкции, чтобы работать почти постоянно в одном направлении или иметь высокоточную обратную связь, которая знает местоположение двигателя в каждый момент времени.
Это делает этот тип двигателя адаптируемым и достаточно функциональным, чтобы соответствовать всем видам систем и сред, как физически, так и с точки зрения производительности. Давайте рассмотрим некоторые из наиболее популярных приложений для серводвигателей, с некоторыми из которых вы, вероятно, знакомы, а о других вы, возможно, еще не думали.
Камеры, телескопы и антенны
Идет ли речь о поиске радиосигнала, съемке изображений галактики на расстоянии световых лет или объекта в студии, серводвигатели часто играют решающую роль в фокусировке оборудования, используемого для выполнения этих задач. Это хорошие примеры того, как серводвигатели могут быть полезны как в прецизионных, так и в линейных и вращательных приложениях.
Лифтовая техника
Безопасность — это главное, когда проектировщики планируют и строят транспортные системы зданий. В лифтах обычно используются серводвигатели для безопасного и плавного перемещения пассажиров в некоторых из самых высоких зданий в мире.
Вы можете узнать больше о том, как некоторые из наших систем обратной связи и управления были переработаны специально для интеграции в лифтовые приложения здесь.
Робототехника
Роботы в моде, и их практическое применение, по-видимому, растет с каждым днем. Почти во всех конструкциях роботов используются серводвигатели из-за их эффективного и переменного размера, плотности усилия и точности. Эти приложения для роботов могут варьироваться от управления остановкой, запуском и скоростью детонации бомб или беспилотных пожарных машин до соединений роботов-манипуляторов.
Промышленное производство
Производители активно разрабатывают роботизированные решения, чтобы уменьшить вероятность человеческой ошибки и ускорить процессы. К ним относятся руки, требующие точного движения и углового позиционирования для сварки и/или перемещения материалов на короткие расстояния, вплоть до роботов для захвата и размещения, которые могут переносить груз с одной стороны завода на другую.
Все они обычно используют серводвигатели для управления движением или вращением в условиях, которые часто могут быть экстремальными или опасными.
Это еще не все. Точность и мощность серводвигателей являются ключевыми факторами в производственных машинах, которые гнут или режут листы металла, а также в фрезерных станках, которые режут более плотные детали из металлов или те, которые требуют экстремальной мощности и скорости для манипулирования. Серводвигатели также используются во вращающихся элементах конвейерных систем, популярных в розливе, упаковке, текстильной и полиграфической промышленности.
Заключение
Зачем использовать серводвигатели? Ответ становится все яснее с каждым днем: по мере развития технологий все больше и больше беспилотных систем требуют надежной мощности, точности и скорости. Благодаря большему, чем когда-либо, разнообразию обратной связи и управления, проверенная временем конструкция и производительность серводвигателя стали более эффективными и применимыми, чем когда-либо.
Если вы хотите более глубоко изучить эту или любую другую тему управления движением, мы предоставим вам наших экспертов. Запишитесь на консультацию прямо сейчас, чтобы начать поиск конкретных решений ваших проблем.
Сервоприводы — Список распространенных промышленных приложений для сервоприводов
Серводвигатели — Список распространенных промышленных применений для сервоприводов
|
