강성에 대해 이야기하려면 먼저 강성에 대해 이야기합시다.
강성은 힘을 받았을 때 탄성 변형에 저항하는 재료 또는 구조의 능력을 말하며 재료 또는 구조의 탄성 변형의 어려움을 나타냅니다. 재료의 강성은 일반적으로 탄성 계수 E로 측정됩니다. 거시적 탄성 범위에서 강성은 부품의 하중과 변위, 즉 단위 변위를 유발하는 데 필요한 힘에 비례하는 비례 계수이며, 그 역수를 유연성이라고 합니다. 즉, 단위 힘에 의해 발생하는 변위입니다. 강성은 정적 강성과 동적 강성으로 나눌 수 있습니다.
구조의 강성(k)은 변형 및 신축에 저항하는 엘라스토머의 능력입니다. k{0}}P/δ, 여기서 P는 구조에 작용하는 일정한 힘이고 δ는 힘으로 인한 변형입니다.
회전 구조의 회전 강성(k)은 다음과 같습니다. k=M/θ 여기서 M은 적용된 모멘트이고 θ는 회전 각도입니다.
예를 들어, 우리는 강관이 상대적으로 단단하고 일반적으로 외력에 의해 변형되는 반면 고무 밴드는 더 부드럽고 동일한 힘에 의한 변형이 상대적으로 크다는 것을 알고 있으며 강관의 강성은 다음과 같습니다. 강하고 고무 밴드의 강성이 약하거나 강한 유연성.
서보 모터의 적용에서 모터와 부하를 연결하기 위해 커플 링을 사용하는 것은 전형적인 강성 연결입니다. 동기식 벨트 또는 벨트를 사용하여 모터와 부하를 연결하는 것은 일반적인 유연한 연결입니다.
모터의 강성은 외부 토크 간섭에 저항하는 모터 샤프트의 능력이며 서보 컨트롤러에서 모터의 강성을 조정할 수 있습니다.
서보 모터의 기계적 강성은 응답 속도와 관련이 있습니다. 일반적으로 강성이 높을수록 응답 속도가 빨라집니다. 그러나 너무 높게 조정하면 모터에서 기계적 공진이 발생하기 쉽습니다. 따라서 일반 서보앰프 파라미터에는 수동 조정이 있습니다. 응답 주파수의 옵션은 기계의 공진점에 따라 조정해야 하므로 시간과 경험이 필요합니다(실제로 게인 매개변수는 조정됨).
서보 시스템 위치 모드에서는 힘을 가하여 모터를 편향시킵니다. 힘이 크고 편향각이 작으면 서보 시스템의 강성이 강한 것으로 간주되고 그렇지 않으면 서보 시스템의 강성이 약한 것으로 간주됩니다. 여기서의 강성은 실제로 응답 속도의 개념에 더 가깝습니다. 제어기의 관점에서 강성은 실제로 속도 루프, 위치 루프 및 시적분 상수로 구성된 매개변수이며 그 크기가 기계의 응답 속도를 결정합니다.
실제로 위치 결정이 빠르지 않아도 위치 결정이 정확하면 저항이 크지 않으면 강성이 낮고 위치 결정도 정확할 수 있지만 위치 결정 시간이 길다. 강성이 낮으면 위치 결정이 느리기 때문에 빠른 응답과 짧은 위치 결정 시간이 필요한 경우 위치 결정이 부정확한 착각이 들 것입니다.
관성은 물체의 운동 관성을 설명하고 회전 관성은 축을 중심으로 한 물체의 회전 관성을 측정합니다. 관성 모멘트는 회전 반경과 물체의 질량에만 관련됩니다. 일반적으로 부하의 관성은 모터의 회전자 관성의 10배를 초과하며 관성은 크다고 볼 수 있다.
가이드 레일과 리드 스크류의 회전 관성은 서보 모터 구동 시스템의 강성에 큰 영향을 미칩니다. 고정 이득에서 회전 관성이 클수록 강성이 커지고 모터가 흔들리기 쉽습니다. 회전 관성이 작을수록 강성이 작아지고 모터가 흔들릴 가능성이 적습니다. . 모터가 진동하지 않도록 부하의 관성을 줄이기 위해 가이드 레일과 리드 나사를 더 작은 직경으로 교체하여 관성 모멘트를 줄일 수 있습니다.
우리는 서보 시스템을 선택할 때 모터의 토크 및 정격 속도와 같은 매개 변수를 고려하는 것 외에도 먼저 모터 샤프트로 변환된 기계 시스템의 관성을 계산한 다음 실제 기계의 작업 요구 사항 및 공작물의 품질. 적절한 관성 크기를 가진 모터를 구체적으로 선택하기 위한 요구 사항.
디버깅하는 동안(수동 모드에서) 관성비 매개변수를 올바르게 설정하는 것은 기계 및 서보 시스템의 최상의 성능을 최대한 발휘하기 위한 전제입니다.
그렇다면 "관성 매칭"이란 정확히 무엇입니까?
사실, 소의 두 번째 법칙에 따르면 이해하는 것은 어렵지 않습니다.
공급 시스템에 필요한 토크=시스템 관성 모멘트 J × 각가속도 θ
각가속도 θ는 시스템의 동적 특성에 영향을 미칩니다. θ가 작을수록 컨트롤러가 명령을 실행한 후 시스템 실행이 완료될 때까지의 시간이 길어지고 시스템 응답이 느려집니다. θ가 변경되면 시스템 응답이 빠르고 느려져 가공 정확도에 영향을 미칩니다.
서보모터선택후최대출력값은변경되지않습니다. θ의 변화가 작을 것으로 예상되는 경우 J는 가능한 한 작아야 합니다.
상기에서 시스템 관성 모멘트 J{0}}는 서보 모터 JM의 회전 관성 모멘트에 모터 샤프트에서 변환된 부하 관성 모멘트 JL을 더한 값입니다.
부하 관성 JL은 작업대의 관성, 그 위에 설치된 고정구, 공작물, 나사, 커플링 및 모터 샤프트의 관성으로 변환된 기타 선형 및 회전 이동 부품으로 구성됩니다. JM은 서보 모터의 회전자 관성입니다. 서보 모터를 선택한 후 이 값은 고정 값이고 JL은 워크의 부하에 따라 변경됩니다. J의 변화율을 작게 하고 싶다면 JL의 비율을 작게 하는 것이 좋다.
이것은 대중적인 의미에서 "관성 매칭"입니다.
일반적으로 관성이 작은 모터는 제동 성능이 좋고 시동, 가속 및 정지에 대한 응답이 빠르며 고속 왕복 운동이 좋기 때문에 경부하 및 고속 위치 결정이 있는 경우에 적합합니다. 중간 및 큰 관성을 가진 모터는 일부 원형 운동 메커니즘 및 일부 공작 기계 산업과 같이 큰 부하와 높은 안정성 요구 사항이 있는 경우에 적합합니다.