De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Mitsubishi Electric Wat is servotechniek? Asbesturingen.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Mitsubishi Electric Wat is servotechniek? Asbesturingen."— Transcript van de presentatie:

1

2 Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?

3 Asbesturingen

4 Aandrijfsystemen Open-loop- geen terugkoppeling Closed-loop- terugkoppeling Servosystemen- herkenbaar aan variabel setpoint RegelaarVersterkerMotor Terugkoppeling proceswaarde Y Setpoint

5 Wat is servotechniek Het voorvoegsel servo komt van het latijnse servus, dat slaaf of dienaar betekent Het volgen of uitvoeren van een opdracht

6 Servus Het volgen of uitvoeren van een opdracht Positioneer module Gewenste waarde Servoversterker Servomotor

7 Aandrijfsystemen Tandriemaandrijving Aandrijving via reductor op de as Spindelaandrijving Aandrijving met reductor of direct op de as Combinatie maakt baanbesturing Bewegingen in X – Y – Z richting

8 Benodigdheden servosysteem Spindelapplicatie met geleider PC met servo setup software Servoversterker ControllerPLC besturing Servomotor Reductor Encoder Klemmenstrook Ingangen Uitgangen Limit switch

9 Positioneermodulen Analoge besturing Puls besturing Netwerkmodulen Positioneer module NetwerkCommando’s Servo versterker Pulstrein Analoog

10 Externe I/O Boormachine Servo motor Product Start/Stop  Bedieningspaneel  Bediening als Start, Stop, Pauze etc Sensor   Eindschakelaars, benaderingsschakelaars etc Lichtscherm gekoppeld aan de noodstop   Beveiligingen als Noodstop, Terugloop etc Sensor   Signalen als Ready, Cycle End etc

11 Servoversterker Zorgt voor omzetten positioneersignaal Zet pulstrein of commando’s via een netwerk om in een geschikte voedingsspanning voor de servomotor Controleert acties d.m.v. - Encodersignaal - Spanning- / stroommeting - Autotuning (automatische parameterinstelling) - Notch filters (onderdrukken machinetrillingen)

12 Opbouw Servoversterker L1 L2 L3 CUz R V + - V1V3V5 V2V4V6 M Last Besturingselectronica Sturing / regeling / bewaking / communicatie Terugkoppeling Gewenste waarde Communicatie BUS Gelijkrichter Energie opslag Rem chopper DC-sturing Tussenkring

13 DC-sturing T1 T2 T3 T4 T5 T6 + - A B C N I ab I ac I bc

14 Servomotoren Stappenmotor eenvoudig - goedkoop - niet nauwkeurig - laag rendement DC servomotor Voorloper servotechniek - onderhoudsgevoelig - lage toerentallen AC servomotor hoog toerental/startkoppel - onderhoudsvrij - hoog thermisch te belasten

15 Stappenmotor Voordelen Kleine afmetingen Goedkope aansturing (open-loop) Redelijke nauwkeurigheid Houdkoppel aanwezig Nadelen Laag rendement Beperkte snelheid en koppel Resonantie verschijnselen Last heeft invloed op nauwkeurigheid

16 DC Servomotor Geen voordelen meer Was voor zeer grote vermogens Voorloper van servotechniek Nadelen Onderhoudsgevoelig Koolborstels Voeding voor gelijkspanning Dure motoren Geen hoge toerentallen mogelijk

17 AC Servomotor Voordelen Kleine massatraagheid Hoog toerental mogelijk Snelle koppelopbouw Hoge thermische belasting mogelijk Weinig tot geen onderhoud Gedrag als synchrone motor Compacte uitvoering Geen nadelen meer - Kooiankermotoren - Sleepringankermotoren - Permanentmagneetmotoren

18 Encoder Om de stand van de rotor, de draairichting en het toerental van de servomotor naar de besturing terug te koppelen worden encoders toegepast Digitale opnemer Meerdere signalen mogelijk Snelheid Richting Nulpunt of markeerpuls etc

19 Het bakfiets principe Accelereren Aanloopkoppel (piekkoppel) Bedrijfkoppel Decelereren Remkoppel

20 Eigenschappen van een servosysteem Massatraagheidsmoment (inertia) J in kgm 2 Acceleratie- en deceleratietijd t in seconden Benodigd koppel Τ in Nm De reductie overbrenging i in aantal stappen Asbelasting M in Nm

21 Massatraagheidsmoment (Inertia) Stel: Beide voorwerpen hebben een massa van 125 kg Massatraagheid A = ½ x m x r 2 = ½ x 125 kg x (0,5 m) 2 = 15,6 kgm 2 Massatraagheid B = ½ x m x r 2 = ½ x 125 kg x (0,25 m) 2 = 3,9 kgm 2 Aandrijfschijf AAandrijfschijf B 100 cm50 cm 2 cm 8 cm

22 Acceleratie en deceleratie Piekkoppel T p = T aandrijf + T versnelling n = aantal omwentelingen per minuut J = massatraagheidsmoment in kgm 2 t a = aanlooptijd of versnellingstijd in sec T aandrijf =Koppel dat de wrijving overwint (Nm) T versnelling = 2 x π x n x J (Nm) 60 x t a

23 Voorbeeld piekkoppel Stel: Een servosysteem moet in een aanlooptijd t a = 2,1 sec een totale massatraagheid J = 0,05 kgm 2 versnellen van 0 omw/min naar 2000 omw/min. Het aandrijfkoppel T a is 1,5 Nm Wat is het piekkoppel T p ? T versnelling = 2 x π x n x J = 2 x 3,14 x 2000 x 0,05 = 5 Nm 60 x t a 60 x 2,1 T p =T a + T v = 1,5 + 5 = 6,5 Nm T piek = T aandrijf + T versnelling

24 Effectief koppel Acceleratie In bedrijf Deceleratie t totaal t1t1 t3t3 t2t2 t sec T Nm

25 Effectief koppel Het effectieve koppel T rms van de servomotor berekenen we met de volgende formule: T 1 = koppel gedurende de tijd t 1 ; T 2 = koppel gedurende de tijd t 2 T 3 = koppel gedurende de tijd t 3 T rms = T 1 2 x t 1 + T 2 2 x t 2 + T 3 2 x t 3 t totaal

26 Voorbeeld effectief koppel Stel: Een servosysteem heeft een koppelprofiel zoals afgebeeld in de grafiek. Wat is het effectieve koppel T rms ? t totaal T 1 2 x t 1 + T 2 2 x t 2 + T 3 2 x t 3 T rms = 14 = 3,34 Nm 6,5 2 x 2 + 1,5 2 x ,5 2 x 2 T rms =

27 Reductor Omzetten toerental en koppel Uitgaande as draait x maal trager Positioneren wordt x maal nauwkeuriger Coaxiaal Planetair Cyclo

28 Voorbeeld reductor Stel: Het aandrijfkoppel van een servomotor is 6 Nm en het toerental is 1000 omw/min. De reductieverhouding is 5:1. Wat is het toerental en het koppel van de uitgaande as? Toerental = Toerental = 1000 =200 omw/min i5 Koppel =i x T=5 x 6=30 Nm

29 Reductie mogelijkheden Naast tandwiel- en cyclokasten zijn er ook Andere manieren om het toerental te reduceren. Oplossingen kunnen zijn: Diameter A is 2 maal diameter B 4 omwentelingen van B is 1 omwenteling van A Verhouding i = 4 : 1 Snaar- of tandriemaandrijvingen Overbrengverhouding is afhankelijk van de spoed van de spindel Spindelaandrijvingen

30 Verhouding tussen massatraagheid aandrijvingen : last Bij een servo-aandrijving moet er tussen de massatraagheid van de aandrijving (plus eventuele reductiekast) en de last een bepaalde verhouding bestaan, afhankelijk van de toepassing. 1 : 1 Extreem hoog dynamisch gedrag (Ultra-low inertia) Robots, ponsapparaten etc 1 : 5 Middel dynamisch gedrag (Low inertia) Verpakkings- en bewerkingsmachines 1 : 10 Laag dynamisch gedrag (Medium/flat inertia) Handling van delicate producten zoals planten etc

31 Asbelasting Radiale belasting De kracht die loodrecht op de as staat Axiale belasting De kracht die in de lengterichting van de as optreedt Bij het overschrijden van één van deze maxima zal beschadiging optreden. Radiale belasting Axiale belasting As

32 Vragen?

33 Plain Talk Practical Solutions


Download ppt "Mitsubishi Electric Wat is servotechniek? Asbesturingen."

Verwante presentaties


Ads door Google