Подбор сервопривода

duets
Сообщения: 4
Зарегистрирован: 07 ноя 2020, 22:57

Подбор сервопривода

Сообщение duets »

Здравствуйте.
Помогите разобраться с характеристиками приводов ASD-A2. Номинальный крутящий момент и максимальный.
Максимальный крутящий момент это только для кратковременных нагрузок, все что выше номинального это считается перегрузкой и в постоянном повышенном режиме работать двигателю нельзя?
Мне нужно заменить старую систему фрезерного с ДПТ на осях Х Y.
Характеристики старой системы: Крутящий момент 10 Нм, 1000 об.мин.
Линейка трехфазных приводов по таким параметрам очень узкая.
Какой вариант будет самым оптимальным?
Вложения
33-3.jpg
33-3.jpg (226.35 КБ) 2190 просмотров
22-2.jpg
22-2.jpg (264.01 КБ) 2190 просмотров
11-1.jpg
11-1.jpg (294.61 КБ) 2190 просмотров

bayk
Сообщения: 887
Зарегистрирован: 30 май 2015, 21:20

Re: Подбор сервопривода

Сообщение bayk »

вы бы лучше с этой задачей обратились к официалам в "Стоик", они помогут подобрать вам верное решение.
от себя могу сказать только то, что у всех приводов ASDA-A2 постоянная полка момента с 0 до номинальных оборотом. далее к максимальным оборотам идет плавное падение момента до 70% от номинала.

По моему недостаточно профессиональному мнению вам вполне подойдут 2 кВт модели с моментом 9.55 до 10 нм это всего 5%, я думаю такую перегрузку приводы вполне выдержат.
тем более вам надо смотреть характеристику ваших исходных двигателей, и скорости на которых они работали, может там и не нужен 10 нм крутящий.

Aeroplan
Сообщения: 289
Зарегистрирован: 17 окт 2013, 11:39
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Подбор сервопривода

Сообщение Aeroplan »

Мои малопрофессиональные 5 копеек.
Надо было мне крутить большой диск с "высокой точностью". Момент инерции большой, а скорость нужна была маленькая. И места для установки киловатного сервомотора не хватало. Я взял 200-ваттный мотор и планетарный редуктор с передаткой 10:1 к нему. Оно хоть и длиннее немного получилось, но в пространство по "сечению" очень хорошо поместилось. И момент я поднял почти в 10 раз за минусом КПД.
Стандартно сервомотор крутит на 2000 оборотов в минуту. Если Вам не нужны такие скорости, присмотритесь к редуктору, может быть Вам будет достаточно выходной скорости с правильно подобранным коэффициентом передачи, но зато вы выиграете в моменте в разы.

pkl
Сообщения: 1468
Зарегистрирован: 23 ноя 2010, 10:08

Re: Подбор сервопривода

Сообщение pkl »

Про механические люфты редуктора главное не забыть. Прецизионные редукторы тоже не дешевы.

Aeroplan
Сообщения: 289
Зарегистрирован: 17 окт 2013, 11:39
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Подбор сервопривода

Сообщение Aeroplan »

Стандартно 4-7 угловых минут - стоимость у разных производителей разнится, но обычно от 50% стоимости мотора до 75%. У хороших приводов есть функция компенсации люфта - она не идеальна, но тоже помогает. Можно использовать внешний энкодер на "конечном" органе приводного узла и компенсировать ошибку положения по данным с него.
На фрезере, конечно лучше ставить прямой привод, без редуктора. Там ШВП - уже нехилый редуктор, хоть и со своими люфтами.
Конечно, если Вам надо микрометры ловить, то редуктор надо преднатянутый на 2 угловые минуты брать - это дорого - до двух цен мотора. Есть еще редукторы с совсем "малыми - пренебрегаемыми" люфтами - нешестеренчатые. Но очень дорого.
Универсальных решений не бывает - смотрите на задачу, решайте, что надо и принимайте оптимальное решение.

И это, чуть не забыл. киловатный сервокомплект стоит примерно как комплект на 200 Вт с редуктором. Так что тут цена - параметр не объективный.

duets
Сообщения: 4
Зарегистрирован: 07 ноя 2020, 22:57

Re: Подбор сервопривода

Сообщение duets »

bayk писал(а):
11 ноя 2020, 12:17
вы бы лучше с этой задачей обратились к официалам в "Стоик", они помогут подобрать вам верное решение.
от себя могу сказать только то, что у всех приводов ASDA-A2 постоянная полка момента с 0 до номинальных оборотом. далее к максимальным оборотам идет плавное падение момента до 70% от номинала.

По моему недостаточно профессиональному мнению вам вполне подойдут 2 кВт модели с моментом 9.55 до 10 нм это всего 5%, я думаю такую перегрузку приводы вполне выдержат.
тем более вам надо смотреть характеристику ваших исходных двигателей, и скорости на которых они работали, может там и не нужен 10 нм крутящий.
Крутящий момент подобран по параметрам старой системы на ДПТ с параметрами 1200 об.мин. и 12 Нм, а сам сервопривод в комплекте с этим двигателем выдает 1000 об.мин и 10 нм.
Да, есть варианты с 9.55 Нм, но хотелось бы с запасом примерно на 13 нм.
Aeroplan писал(а):
11 ноя 2020, 13:48
Мои малопрофессиональные 5 копеек.
Надо было мне крутить большой диск с "высокой точностью". Момент инерции большой, а скорость нужна была маленькая. И места для установки киловатного сервомотора не хватало. Я взял 200-ваттный мотор и планетарный редуктор с передаткой 10:1 к нему. Оно хоть и длиннее немного получилось, но в пространство по "сечению" очень хорошо поместилось. И момент я поднял почти в 10 раз за минусом КПД.
Стандартно сервомотор крутит на 2000 оборотов в минуту. Если Вам не нужны такие скорости, присмотритесь к редуктору, может быть Вам будет достаточно выходной скорости с правильно подобранным коэффициентом передачи, но зато вы выиграете в моменте в разы.
С редукторами очень дорого, плюс люфты, на швп люфты, станочек для точных работ, расточной.

Aeroplan
Сообщения: 289
Зарегистрирован: 17 окт 2013, 11:39
Откуда: Санкт-Петербург

Re: Подбор сервопривода

Сообщение Aeroplan »

А прежняя система не была уже с двойным запасом? Киловаттным мотором крутить швп... Может стоит пересчитать моменты. Прикиньте массу портала и сопротивление подаче при резании. А то так после третьей модернизации там и три киловатта мотор появится.

bayk
Сообщения: 887
Зарегистрирован: 30 май 2015, 21:20

Re: Подбор сервопривода

Сообщение bayk »

http://chipgu.ru/viewtopic.php?t=1605

четвертое сообщение сверху вполне себе грамотный прикидочный расчет. я, ничего не понимая в механике просчитывал через него свою систему летучего реза, и все практически полностью сошлось с реальностью!
привожу тут копию текста, чтобы не потерялось
Любая задача движения тел начинается с:

Определение сил действующих в системе.

В первую очередь определяем силу трения в направляющих стола. Идем в справочник и смотрим коэфф. трения скольжения чугуна по чугуну. Я взял его равным 0.2. Если есть другие данные - используем их. Вес стола считаем 100кгс, вес детали 300кгс.

Сила трения = коэфф. трения * вес движущейся системы. Итак сила равна 0.2 * 9.81 * (100кг+300кг) = 785Н. Такая сила будет сопротивляться движению стола с деталью.

Вторая сила - сила инерции, которую нужно преодолеть двигателю при разгоне массы стола с деталью на нем. Вспоминаем старика Ньютона и говорим, что сила сопротивления массы, ее ускорению = массе * ускорение массы.

Масса стола с деталью известна 100кг+300кг=400кг. Ускорение какое хотим получить зависит только от наших предпочтений и здравого смысла. Ускорение 0.2м/с2 слишком маленькое, будет как черепаха разгоняться. Примем ускорение 2м/с2. Это куда лучше. Итак, определим силу инерции:

400кг * 2м/с2 = 800Н. Эту силу нужно приложить к массе 400кг, чтобы она ускорялась/замедлялась с ускорением 2м/с2.

Полная сила сопротивления складывается из силы трения, силы инерции и силы резания. Просуммируем их. 785Н + 800Н + 3000Н = 4585Н. Вот эту силу и должен развивать привод стола на гайке ШВП.

Со силами закончили. Дальше требуется:

Определение мощности привода.

Механическая мощность равна силе сопротивления движению * на скорость движения. Силу мы нашли. Скорость задана в 2м/мин, переводим в м/с = 0.03(3)м/с. Находим механическую мощность.

4585Н*0.0333м/с = 153Вт. Итого, серво мощностью 160Вт справится с такой задачей. Если хочется то учтем КПД системы привода - ШВП. Какой КПД у ШВП хрен знает, примем его равным 95%. Требуемая мощность двигателя равна 153Вт/0.95 = 161Вт

Вывод - серва мощностью 160Вт подходит для наших целей. Можно использовать привод на 160-200Вт.

С мощностями закончили, переходим к:

Определение нужной редукции оборотов.

Редукцию определяем исходя из максимальной скорости перемещения стола и номинальных оборотов сервопривода. Если скорость перемещения стола 2000мм/мин, шаг винта ШВП 5мм, то винт ШВП должен вращаться со скоростью 2000мм/5мм=400об/мин. Коэффициент редукции теперь зависит от номинальных оборотов серво. Если серва на 6000об/мин, то редукция = 6000/400 = 15 раз.

Осталось провериться по последнему фактору:

Определение преобразования крутящего момента в осевое усилие.

ШВП это преобразователь вращательного движения в поступательное с коэффициентом редукции крутящего момента в осевое усилие, определяемым однозначно через шаг винта. Определить редукцию ШВП можно использовав закон сохранения энергии. Так как момент в системе СИ измеряется в Нм, то вращательное движение рассматриваем на окружности радиуса 1м.

Из закона сохранения энергии работа проделанная при прохождении длины окружности радиусом 1м, должна равняться работе при осевом перемещении гайки ШВП за один оборот. Коэфф редукции усилия определяется как отношение длины окружности радиусом 1м, к шагу винта в метрах.

Определим редукцию усилия. За один оборот точка на окружности радиусом 1м, пройдет ровно 2* Пи * 1м = 6. 2832м. За один оборот ШВП, гайка сместится на шаг винта, то есть на 5мм. Редукция усилия равна 6.2832/0.005м = 1256 раз. То есть ШВП преобразует крутящий момент в линейное усилие с фактором умножения 1256. Если учесть КПД винтовой пары (хрен его знает, примем за 95%) то реальная редукция чуток уменьшится и составит 1256*0.95 = 1193 раза.

Серва мощностью 180Вт и номинальными оборотами 6000об/мин, имеет крутящий момент 0.286Нм. Просчитаем какое усилие такая серва разовьет на гайке ШВП, через редуктор 1:15.

Общая редукция = 15 * 1193 = 17895 раз. Множим момент на общую редукцию и получим линейное усилие на гайке ШВП. Итак 17895м-1 * 0.286Нм = 5118Н. Что и требовалось доказать.

Вывод: Серва мощностью 180Вт уверенно справится с поставленной задачей.

Можно еще учесть КПД редуктора от сервы к ШВП, но это делается элементарно.

duets
Сообщения: 4
Зарегистрирован: 07 ноя 2020, 22:57

Re: Подбор сервопривода

Сообщение duets »

Aeroplan писал(а):
12 ноя 2020, 09:32
А прежняя система не была уже с двойным запасом? Киловаттным мотором крутить швп... Может стоит пересчитать моменты. Прикиньте массу портала и сопротивление подаче при резании. А то так после третьей модернизации там и три киловатта мотор появится.
Станок не был модернизирован. Оборудование с завода. Привода TNP/C с комплектом ДПТ 85-го года выпуска, в паспорте 10 Нм, 1000 об.мин. По этому в глубокие расчеты сильно не вникаю, данные уже есть.
Вложения
00008455.jpg
00008455.jpg (424.11 КБ) 2126 просмотров

duets
Сообщения: 4
Зарегистрирован: 07 ноя 2020, 22:57

Re: Подбор сервопривода

Сообщение duets »

bayk писал(а):
12 ноя 2020, 21:28

четвертое сообщение сверху вполне себе грамотный прикидочный расчет. я, ничего не понимая в механике просчитывал через него свою систему летучего реза, и все практически полностью сошлось с реальностью!
привожу тут копию текста, чтобы не потерялось
Спасибо! Очень развернутый ответ. Думаю полный расчет мне производить не нужно, так как есть характеристики старой заводской системы. Добавить не много с запасом момента для надежности. Проблема в том что привода дельта почти все высокооборотистые, а линейка тихоходных очень скудная. Станок координатно расточной 2е450аф1-1, швп шаг 10 мм, хода в 10000 мм в минуту более чем достаточно, сопротивления трения там вообще нет, все направляющие на роликах.
Вложения
cd70f3a7-fc49-4750-9584-9251e3ac3c5e.jpg
cd70f3a7-fc49-4750-9584-9251e3ac3c5e.jpg (93.64 КБ) 2125 просмотров
c7d57d36-06ff-41da-9b1c-fbd6b3351de6.jpg
c7d57d36-06ff-41da-9b1c-fbd6b3351de6.jpg (111.47 КБ) 2125 просмотров

Ответить