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1.运动控制系统组成
1)人机接口 2)运动控制器 3)驱动器 4)执行器 5)传动机构 6)反馈 2.运动曲线 1)梯形速度曲线 梯形曲线比较简单,但是梯形尖角会导致加速度不连续,对系统产生极大的冲击。 2)S型速度曲线 圆角采用二次抛物线构造,加速度不再是常数,冲击有限不会使负载震动而破坏平滑的周期运行,减小了运动的高频振荡;可增加电机使用寿命,提升系统的精度。 3.传动链设计 1)电机和传动机构一起成为传动链,设计主要目标: ①保证从电机获得的扭矩大于应用要求转矩的安全区域 ②保证电机与负载之间满足合理的惯量关系 ③满足所有其他条件(成本、精度、刚度、周期时间等) 2)惯量和转矩折算 惯量定义为物体对围绕一个旋转轴产生角加速度变化的阻抗,惯量阻碍运动的变化。 ΣT=J*α 负载惯量转换到电机侧与速比的平方成反比。 转矩折算到电机侧与速比成反比。 机械效率因摩擦和发热会造成功率损失。 3)惯量比 惯量比是电机必须拖动的总负载惯量和电机自身惯量之比。 惯量比越小,性能越趋向于更高。如果机械期望敏捷、快速移动、启停频繁,惯量比降为2或者1;通常惯量比JR≤5(刚性系统10)。惯量比太小,电机尺寸就会太大,因此会昂贵和笨重。 JR=(JGB-M+Jload-M+Jom)/Jm JGB-M:齿轮箱折算到电机轴上的惯量 Jload-M:折算到电机轴上的负载惯量 Jom:直接加在电机轴上的总外加惯量 Jm:电机的惯量 4.传动机构 1)带轮;传动比:N=负载带轮半径/输入带轮半径 2)丝杠;传动比:N=2πP(螺距) 3)齿条齿轮;传动比:N=1/r(齿轮半径) 4)直线带传动:传动比:N=1/r(带轮半径) 5)传送带:传动比:N=1/rDR(传动带驱动辊直径) 5.电机 电机选择主要因素: 1)惯量比 2)电机速度 3)电机速度对应的峰值扭矩(留30%裕量) 4)电机速度对应的有效值扭矩(留50%裕量) 6.齿轮箱 齿轮箱连接到电机可以降低输出的转速,增加输出扭矩,调整机械的惯量比。 1)行星伺服减速器 ①运行模式(连续或者周期) ②齿轮比 ③额定与最大加速输出的转矩 ④额定与最大输入速度 ⑤与电机的机械兼容性 2)涡轮减速器 ①齿轮比 ②型号尺寸(15,20,25,30等) ③精度等级 ④额定的输入速度 ⑤输入功率或者输出扭矩 ⑥悬臂负载力 ⑦安全系数 ⑧机械与电机的兼容性 |
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