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机器人与SEW电机之前的那些事,你不得不知道

发布时间:2021-12-10
    机器人与SEW电机之前的那些事,你不得不知道
    作为工业机器人的核心部件,伺服电机是工业机器人动力系统和运动系统的“心脏”。机器人的关节驱动与伺服系统是分不开的,关节越多,机器人的灵活性和度越高,伺服马达的使用量就越大。对于伺服系统的要求很高,必须满足快速响应、高起动转矩、大扭矩惯量比和宽调速范围的要求,使其适应于机器人外形达到体积小、重量轻、加减速运行等条件,并具有高可靠性和稳定性。当前工业机器人大多采用交流伺服电机系统。
    SEW电机速度控制**好,运行过程较平稳,几乎不产生冲击,发热较少,速度控制速度快,精度高。在额定工作区域,实现恒力矩,惯量小,噪音低,无刷磨损,免维护(适用于无尘、无腐蚀的环境)。
    SEW电机电机在工业机器人上也得到了广泛的应用,目前国外的伺服电机品牌占据了比较好的一种优势。其中以日系为代表的伺服系列产品质量稳定,品质优良,一直占据伺服市场的绝大部分。当然,我们也相信,将来国产伺服系统将会越来越好。无论是国产还是日系品牌的伺服,我们都在为**工业自动化的快速发展而努力。现在我们也来预测一下,伺服电机未来的发展方向。但愿这一分析能使我们更清楚后面要走的路。
    一、智能化:伺服驱动器将不断更新,使其更加智能。
    二、数字化:伺服系统中数字控制技术取代模拟控制电路是必然的趋势
    三、网格化:即构造网络型、总线型**系统。总线是应用于**现场的一种数字通信技术,它实现了现场设备与控制设备之间、现场设备与控制设备之间双向、串形、多节点的通信,构建总线型伺服系统是工业物联网的必然要求。
    四、高效率:伺服电机必然会采用高精度的编码器,提高其在运行中的使用精度。还将提高驱动器的产品**,不断优化和更新
    五、简易化:以后将根据客户的要求,尝试形成简单的模块化编程操作,让用户使用起来更方便快捷。
    对于任何类型的电动机,不仅仅是步进电动机,电源电压与电动机速度直接相关。随着向系统提供更高的电压,电机可实现更高的速度。伺服和直流电机规定的额定电源电压符合其他额定规格,包括速度,扭矩和功率。
    如果规定步进电机的额定电压,则通常不超过电机的绕组电阻乘以额定电流。这对于产生保持扭矩很有用,但是当步进电机移动时很少使用。
    与所有电动机一样,当轴开始移动时,步进电机产生反电动势(BEMF)电压,阻止流入绕组的电流。为了产生可用的扭矩,供电电压必须显着高于BEMF。由于没有硬性和快速的规则来指定电源电压的高度,因此用户应查看给定步进电机,驱动器和电源组合的已发布速度 - 转矩曲线。
    速度 - 转矩曲线中指定的电源电压是必不可少的信息。如果忽略,例如当公布的曲线使用48 V电源时使用12 V电源,电机将无法达到预期的扭矩。见下面的图2。
    SEW电机和驱动器组合的两个速度 - 转矩曲线。 只有电源电压不同。 深绿色线条显示48 V电源的失速扭矩。 浅绿色线显示24 V电源的失速转矩。 12 V电源可以产生更低的曲线
    4.'我不能用几个PLC输出运行这个步进电机吗?为什么需要开车?'
    两相步进驱动器使用一组连接的八个晶体管来形成H桥。从PLC输出创建等效的H桥需要8个输出。一些带有六根引线的两相步进电机仅用四个晶体管驱动。对于这些,您可以使用四个PLC输出来向前和向后旋转步进电机。然而,步进驱动器不仅仅是简单地对H桥中的晶体管进行排序。
    步进驱动器使用总线电压的PWM切换来调节电动机每相中的电流。如前一节关于电压的说明,电源电压必须足够高,以克服BEMF并在速度下产生转矩。
    具有微步进功能的步进驱动器进一步细化了PWM开关逻辑,以根据正弦波比较每相中的电流,获得比步进电机的基本步进角更精细的定位。超越基本的步进驱动器,那些具有轨迹发生器的驱动器可以根据预设的加速和减速率自动升高和降低电机速度。
    使用PLC输出来驱动步进电机对于有兴趣剖析步进电机如何工作的人来说可能是一个很好的项目。对于任何严肃的运动控制项目,您需要一个合适的驱动器。
    5.“电机很吵......它一定有问题。”
    每当步进电机迈出一步时,它会在转子稳定到位时产生一想想弹簧上的经典质量)。振铃是电机的自然谐振频率,它基于电机结构。当马达步骤的频率接近或等于它时,自然共振频率被放大。
    当步进电机以全步序列(可用的低分辨率;等于电机的步进角)和低速(通常在1到5转/秒的范围内)驱动时,这种噪音为明显。
    当用户次测试步进电机并且电机未安装并且与任何负载分离时,常出现噪声问题。在这种情况下,电机可以自由地产生共振,而没有任何阻尼共振的东西。
    幸运的是,一些简单的步骤可以减轻共振:
    通过安装电机并将电机轴连接到负载,为系统增加机械阻尼。将轴连接到负载会给系统增加一些惯性或摩擦力......这反过来会改变或阻尼电机的固有共振频率。
    通过微步进减小步进角。当微步进时,每一步的步进角都小得多,并且自然共振频率被激发得更少。
    如果这些步骤都不起作用,请考虑使用步进驱动器,其内置于其当前控制逻辑中的**振算法。
    6.'我需要一个编码器来运行步进电机,对吗?'
    不,编码器不需要在开环控制中运行步进电机。步进电机是种使用开环控制定位负载的无刷直流电机。其他电机需要某种类型的位置反馈。开环控制适用于以下情况: