25 mm äärikuga servomootori valimine: neli arvutust, mis kõige sagedamini vahele jäetakse
Kuna kohandatud automaatikaseadmed liiguvad jätkuvalt kitsamate ja kompaktsemate konstruktsioonide poole, äratab väikese paigalduspinnaga 25 mm äärikuga servomootor kerge koormusega jaamade ja täppisseadmetega tegelevate disainerite seas üha suuremat tähelepanu. Siiski püsib kogu tööstuses levinud muster: paljud insenerid rakendavad ikka veel suuremate raami suuruste puhul õpitud valikuloogikat ja kogevad kasutuselevõtu ajal värinat, positsioneerimisviga või isegi mootori ülekuumenemist. Praktikud teatavad, et 25 mm äärikuga servomootorit ei saa intuitsiooni järgi täpsustada, et "väike masin, väike mootor". Inerts, pöördemoment, kiirus ja keskkonnasobivus tuleb igaüks eraldi välja arvutada – ja rusikareegli järgi hindamine kätkeb endas märkimisväärset riski.
1. Inertsi sobitamine: jätke see samm vahele ja probleemid ilmnevad kasutuselevõtu ajal
Inertsi sobitamine on valiku esimene samm ja see, mis kõige sagedamini välja jäetakse.
Kuna 25 mm äärikuga servomootor on mikrotoode, on selle rootori inerts oma olemuselt madal. Kui koormuse inertsi ja mootori inertsi suhe liigub väljapoole mõistlikku vahemikku, muutub sujuva dünaamilise reaktsiooni saavutamine raskeks, olenemata sellest, kui hästi on reguleeritud juhtimisparameetrid – ja see on tavaliselt koht, kus süsteemi värin tekib. Inseneripraktikas soovitatakse inertsi suhe üldiselt jääda vahemikku 1:3–1:5 ja see ei tohiks ületada 1:10.
Tegelikuks arvutuseks nõuab lineaarse liikumise mehhanism koormuse massi teisendamist samaväärseks pöörlemisinertsiks, mis põhineb kruvijuhtmel; pöörlev koormus peab peegelduma tagasi mootori võllile vastavalt selle spetsiifilisele geomeetriale. Kui arvutatud inertsussuhe osutub liiga kõrgeks, on esimene abinõu, mida kaaluda, on reduktsiooniastme lisamine või kiirusprofiili ümberkujundamine – mitte lihtsalt suurema võimsusega mudeli poole pöördumine. Viimane aitab selle probleemi korral harva ja määrab topelttrahvi nii suuruse kui ka maksumuse osas.
2. Pöördemomendi piir: ohutustegur ei sobi kõigile
25 mm äärikuga servomootoril on piiratud soojusvõimsus ja kitsas aken hetkelise ülekoormuse jaoks, mis tähendab, et pöördemomendi arvutamisel tuleb täielikult arvesse võtta kõiki kolme komponenti - kiirendust, hõõrdumist ja gravitatsiooni. Jäta üks neist välja ja tulemuseks olev veeris pole enam tähendust.
Mis puutub ohutustegurisse, siis tavapäraste rakenduste jaoks on koormuse pöördemomendist 1,5-kordne väärtus. Kõrgsagedusliku käivitamise-peatamise või kiire kiirenduse/aeglustuse stsenaariumide korral on siiski soovitatav 2,0×.
Peenem probleem seisneb temperatuuri tõusus. Mõnel valikuveal pole pöördemomendi endaga midagi pistmist; algpõhjus on suutmatus arvesse võtta pideva töötamise ajal kogunevat soojust. Miniatuursed mootorid hajutavad soojust vähem tõhusalt kui suuremad raamisuurused ja pikema aja jooksul nimipöördemomendi lähedal töötamine võib käivitada termokaitse. Pideva tollimaksu puhul tuleks seepärast tahtlikult varu reserveerida.
3. Kiiruskõrgus ja kodeerija: kaks parameetrit, mida tavaliselt käsitletakse eraldi, kuid praktikas on need üksteisest sõltuvad
Kiiruse osas peaks süsteemi tippkiiruse nõue jääma 80% piiresse mootori nimipöörlemissagedusest, ülejäänud pearuum peab olema reserveeritud koormuse kõikumiste või toitehäirete jaoks.
On the encoder, resolution must match the controller interface. If the pulse count cannot support the required positioning accuracy, the machine as a whole will not meet specification even when the motor itself is running correctly.
Samuti on olemas spetsifikatsioon, millest on eriti lihtne mööda vaadata vertikaalsete paigaldusjaamade puhul: kui koorem võib toite väljalülitamisel tagasi sõita või kukkuda, tuleb 25 mm äärikuga servomootori jaoks ette näha hoidepidur. Kui jätate selle üksuse vahele ja probleem ilmneb tavaliselt alles pärast seadmete tarnimist.
4. Mehaanilise liidese ja ajami sobitamine: kriitiline töö, mida on lihtne kokkuvõtte detaili jaoks eksida
Äärikuregistri läbimõõt, võlli läbimõõdu tolerants ja võtmeava mõõtmed tuleb kõik ükshaaval kontrollida. Kontsentrilisuse hälve kiirendab laagrite kulumist ja toob masinasse vibratsiooni.
Ajami poolel on erinevate kaubamärkide mootorite ja ajamite segamine elektriliselt teostatav, kuid sobimatud parameetrite arhitektuurid võivad jõudlust halvendada. Stabiilsuse huvides on kombinatsioonid, mis on koos valideeritud, parem esimene valik.
Tervikuna võetuna ei ole 25 mm äärikuga servomootori valimine lihtne võrrand "väike masin, väike mootor" – see on süstemaatiline töö, mis kulgeb koormuse arvutamisest kuni keskkonnasobivuseni. Inertsussuhe, pöördemomendi varu, kiiruse kõrgus ja mehaaniline liides on omavahel blokeeritud: mis tahes lüli rikkumine võib kasutuselevõtu ajal muutuda nähtavaks veaks. Automaatikaseadmete projekteerijate jaoks on nende kontrollide punkthaaval läbiviimine joonistamisetapis palju odavam kui parameetrite korduv kohandamine kohapeal.