Kur dažniausiai naudojami nuolatinės srovės servo varikliai?

Pramoninės automatikos ir CNC apdirbimo programos

Didelio tikslumo padėties nustatymas CNC staklėse

Šiuolaikiniuose CNC apdirbimo centruosenuolatinės srovės servo varikliss yra atsakingi už tikslų tiesinių ir sukamųjų ašių valdymą. Įprastose sistemose X, Y ir Z ašyse naudojami nuolatinės srovės servosai, kad padėties nustatymo tikslumas būtų geresnis nei ±0,005 mm, o pakartojamumas – ±0,002 mm. Vardinis greitis dažnai svyruoja nuo 2 000 iki 4 000 aps./min., esant nuolatiniam sukimo momentui nuo 1 N·m iki 30 N·m, priklausomai nuo mašinos dydžio. Uždarojo kontūro grįžtamasis ryšys su prieauginiais arba absoliučiais kodavimo įrenginiais, paprastai su 10 000–20 000 impulsų per apsisukimą, leidžia greitai interpoliuoti ir kontūruoti. Šis našumas įgalina sudėtingą 3D paviršių apdirbimą su lygia apdaila ir nedideliais matmenų nuokrypiais.

Servo-varomos tiekimo sistemos ir įrankių keitikliai

Nuolatinės srovės servo varikliai taip pat varo tiekimo sistemas ir automatinius įrankių keitiklius apdirbimo centruose ir tekinimo staklėse. Tiekimo pavarose naudojami servovarikliai, turintys didelį sukimo momentą esant mažam greičiui, kad būtų galima perkelti sunkias stalo apkrovas, viršijančias 500 kg, išlaikant greičio valdymą ±0,1 % ribose. Automatiniams įrankių keitikliams kompaktiški nuolatinės srovės servosistemos, kurių didžiausias sukimo momentas yra 3–5 N·m, gali pakeisti įrankį per 1–2 sekundes. Jų greitas pagreitis, dažnai viršijantis 300 rad/s², sumažina nepjovimo laiką ir padidina bendrą įrangos efektyvumą. Staklių gamintojai, didmeniniai platintojai ir kiekvienas vertės grandinės tiekėjas priklauso nuo patikimos nuolatinės srovės servo technologijos, užtikrinančios ilgus darbo ciklus ir didelį gamybos našumą.

Robotika, kobotai ir šarnyrinės ginklai

Bendras pramoninių robotų valdymas

Šešių ašių pramoniniai robotai dažnai naudoja nuolatinės srovės servovariklius prie kiekvienos jungties, kad užtikrintų tikslų judėjimą plačiame dinaminiame diapazone. Tipiškas vidutinės naudingosios apkrovos robotas, skirtas 20 kg, naudoja servovariklius, kurių didžiausias sukimo momentas yra nuo 50 iki 200 N·m pagrindinėse jungtyse, kartu su harmoninėmis arba planetinėmis pavarų dėžėmis. Jungčių greitis gali siekti 150–250°/s, o padėties nustatymo tikslumas yra geresnis nei ±0,02 mm įrankio centre. Servo pavara realiu laiku stebi variklio srovę, greitį ir padėtį, kai valdymo kilpos dažnis viršija 1 kHz, kad išlaikytų stabilias trajektorijas net esant kintamoms apkrovoms.

Kobotai ir aptarnaujantys robotai su kompaktiškais servosais

Bendradarbiaujantiems robotams ir mažesniems aptarnaujantiems robotams reikalingi kompaktiški nuolatinės srovės servovarikliai su integruotais kodavimo įrenginiais ir stabdžiais, kad būtų užtikrintas saugumas žmonių ir robotų aplinkoje. Įprastose koboto jungtyse naudojami 24–48 V nuolatinės srovės varikliai, kurių nuolatinė išėjimo galia yra nuo 100 iki 400 W, o sukimo momento tankis didesnis nei 2 N·m/kg. Integruotas sukimo momento jutiklis arba srove pagrįstas sukimo momento įvertinimas leidžia saugiai aptikti kontaktus ir apriboti susidūrimo jėgas iki mažesnės nei 150 N. Didmeniniai pirkėjai ir bet kuris modulinių robotų rankų gamintojas dažnai prašo pritaikytų apvijų konfigūracijų, jungčių išdėstymo ir specialios veleno geometrijos, kad atitiktų įvairius pečių ilgius ir naudingosios apkrovos klases.

Aviacijos, gynybos ir aviacijos elektronikos sistemos

Skrydžio valdymo ir padėties nustatymo pavaros

Aviacijos ir kosmoso srityse nuolatinės srovės servo varikliai yra plačiai naudojami paleidimo sistemose, tokiose kaip sklendės valdikliai, apdailos skirtuko pavaros ir antenos padėties nustatymo įrenginiai. Šie varikliai turi patikimai veikti temperatūrų diapazone nuo –40°C iki +85°C, o kartais ir iki +125°C kritinių posistemių atveju. Sukimo momento reikalavimai svyruoja nuo mažų 0,1 N·m pavarų įtaisuose iki blokų, viršijančių 50 N·m antriniams skrydžio paviršiams. Padėties nustatymo tikslumas paprastai nurodomas ± 0,1° arba geresnis, su saugiu stabdymu arba pertekliniais grįžtamojo ryšio kodavimo įrenginiais, kad atitiktų griežtus saugos standartus. Norint išvengti jautrios avionikos trikdžių, būtinas mažas elektrinis triukšmas ir tikslus srovės valdymas.

Vadovavimo, navigacijos ir stabilizavimo platformos

Raketų nukreipimo sistemos, kardaniniai jutikliai ir inerciniai navigacijos įrenginiai naudoja mažus nuolatinės srovės servovariklius, kad stabilizuotų optinę ar jutiklio naudingąją apkrovą. Pavyzdžiui, dviejų ašių kardaniniam elektrooptiniam fotoaparatui gali reikėti servo variklių, galinčių nuolat veikti 1 000–3 000 aps./min., o mikro-žingsniavimo arba didelės-raiškos koduotuvai užtikrina geresnę nei 0,01° kampinę skiriamąją gebą. Servo kilpa paprastai veikia 2–5 kHz dažniu, kad atmestų vibraciją ir išlaikytų stabilų nukreipimą esant didelėms dinaminėms apkrovoms. Gynybos sistemų integratoriams dažnai reikalingas pritaikytas didelio patikimumo dizainas iš kvalifikuoto tiekėjo, pabrėžiant atsparumą smūgiams, mažą atstumo jungtį ir ilgą tarnavimo laiką, viršijantį 20 000 darbo valandų.

Medicinos, laboratorinė ir diagnostinė įranga

Chirurginiai robotai ir pacientų valdymo sistemos

Nuolatinės srovės servo varikliai yra pagrindiniai chirurginių robotų sistemų komponentai, kur judesio valdymas turi būti tikslus, kartojamas ir sklandus. Chirurginių rankų pavaros blokuose dažniausiai naudojami žemos įtampos 24–48 V nuolatinės srovės varikliai, kurių nuolatinis sukimo momentas yra nuo 0,3 iki 2 N·m, o greičio reguliavimo tikslumas yra ±0,1 %. Padėties nustatymo skiriamoji geba gali siekti pusmilimetrą, dažnai geresnę nei 0,1 mm, todėl galima atlikti subtilias procedūras su minimaliu audinių pažeidimu. Pacientų tvarkymo įrangoje, pvz., motorizuotose ligoninių lovose ar reabilitacijos prietaisuose, servovarikliai įgalina valdomus, programuojamus judesių profilius, kurie gali apriboti pagreitį iki mažesnio nei 0,2 g, kad būtų patogiau.

Anestezijos aparatai, analizatoriai ir mėginių tvarkymas

Klinikiniuose analizatoriuose ir diagnostinėje įrangoje nuolatinės srovės servovarikliai naudojami siurbliams, vožtuvams ir mėginių padėties nustatymo sistemoms valdyti. Įprastame automatiniame analizatoriuje gali būti naudojama servo valdoma karuselė, besisukanti iki 60 aps./min., kurios kampinės padėties nustatymo tikslumas yra ±0,2°, užtikrinant tikslų kiuvečių sulygiavimą su optiniais jutikliais. Maži peristaltiniai siurbliai, varomi servo, gali tiksliai dozuoti 10–20 µL skysčio tūrį, o pakartojamumas yra didesnis nei 1%. Medicinos prietaisų gamintojai reikalauja mažo akustinio triukšmo, minimalios vibracijos ir atitikties norminiams standartams, o didmeniniai kanalai reikalauja stabilių specifikacijų ir dokumentais pagrįsto atsekamumo kiekvienai tiekiamai servo partijai.

Spausdinimo, pakavimo ir ženklinimo mašinos

Interneto tvarkymas ir registracijos kontrolė

Spausdinimo mašinose ir pakavimo linijose nuolatinės srovės servovarikliai valdo juostos įtempimą, ritinėlio greitį ir spaudinių registraciją. Įprastos juostos transportavimo sistemos yra skirtos linijos greičiui nuo 50 iki 300 m/min, o servovarikliai palaiko greičio tikslumą ±0,05 %, kad būtų išvengta tempimo ar nesutapimo. Registracijos įrenginiai naudoja kodavimo įrenginius, kurių skiriamoji geba yra 5 000–20 000 skaitiklių per apsisukimą, kad sinchronizuotų spausdinimo galvutes arba pjovimo įrankius su žymėmis ant judančio pagrindo. Sistema dažnai siekia geresnio nei ±0,1 mm registravimo tikslumo spausdinimo vietoje, o tai labai svarbu aukštos kokybės pakuočių ir etikečių spausdinimui.

Ženklinimo, kartono ir formavimo-užpildymo-plombavimo sistemos

Servo-varomi etikečių įrenginiai remiasi nuolatinės srovės servo varikliais tiek etikečių tiekimui, ir produktų indeksavimui. Varikliai, kurių vardinė galia yra 100–750 W, suteikia pakankamai sukimo momento, kad pagreitintų ir sulėtintų etikečių ritinius dideliu greičiu, o tai užtikrina 200–600 produktų per minutę pralaidumą. Formos-užpildymo-sandarinimo mašinose sinchronizuotos servo ašys valdo plėvelės traukimą, formavimo nasrus, sandarinimo mazgus ir pjovimo peilius, leidžiančius keisti formatą programine įranga, o ne rankiniu reguliavimu. Šis lankstumas yra svarbus bet kuriam tiekėjui, aptarnaujančiam sutarčių pakuotojus, kurie dažnai keičia produktų dydžius. Didmeninio platintojo požiūriu, nuoseklus servo našumas ir suderinamos pavarų sąsajos sumažina paleidimo laiką ir sumažina atsarginių dalių sudėtingumą.

Puslaidininkių, elektronikos ir mikro - surinkimo linijos

Plokščių tvarkymo ir klijavimo įranga

Puslaidininkių gamybos ir pakavimo procesai reikalauja itin tikslaus judesio, o nuolatinės srovės servovarikliai plačiai naudojami plokštelių tvarkymo robotuose, štampavimo juostose ir vielos klijavimo įrenginiuose. Plokščių tvarkymo sistemoms dažnai reikalingas tiesinis padėties nustatymo tikslumas ±1–3 µm ribose, o pakartojamumas didesnis nei ±1 µm. Kad tai būtų pasiekta, sukamieji nuolatinės srovės servosai, sujungti su tiksliais rutuliniais sraigtais arba tiesinėmis pakopomis, veikia su kodavimo įrenginiais, kurių skiriamoji geba yra iki 20-bitų (1 048 576 skaičiavimai per apsisukimą). Servo greičiai yra kruopščiai kontroliuojami, kad būtų išvengta dalelių susidarymo ir mechaninio smūgio, o pagreičio ir trūkčiojimo profiliai suderinti su trapiomis plokštelėmis ir subtiliais surišimo laidais.

PCB surinkimas, paėmimas-ir vieta ir testavimo sistemos

Paviršiaus montavimo technologijos (SMT) rinkimo ir įdėjimo mašinose dažniausiai naudojami nuolatinės srovės servovarikliai ant X-Y platformų, Z ašių ir išdėstymo galvučių sukimosi ašių (θ). Aukščiausios klasės mašinos gali veikti 50 000–100 000 komponentų per valandą greičiu, o variklio pagreitis viršija 500 m/s², o greitas nusistovėjimo laikas – mažesnis nei 10 ms. Įdėjimo tikslumas paprastai yra ±0,03–0,05 mm. Servo valdymas užtikrina, kad tiektuvai, konvejeriai ir tikrinimo stotys išliktų sinchronizuotos. Elektroninės įrangos gamintojai ir visi automatinių bandymų tvarkyklių gamintojai nurodo servovariklius su mažu sukimo momentu ir stabiliomis charakteristikomis 10–12 valandų pamainomis, kad išlaikytų didelę pirmojo praėjimo išeigą ir sumažintų priežiūros intervalus.

Automobilių gamybos ir transporto priemonių posistemiai

Surinkimo linijos, suvirinimo elementai ir konvejeriai

Automobilių gamybos įmonės naudoja nuolatinės srovės servovariklius suvirinimo robotuose, automatizuotose surinkimo stotyse ir konvejeriuose. Servo-valdomiems suvirinimo pistoletams reikalingas tikslus jėgos valdymas 1–6 kN diapazone, o servo pavaros reguliuoja variklio srovę, kad išlaikytų suvirinimo nuoseklumą. Kėbulo plokščių padėties nustatymo sistemos dažnai veikia tiesiniu greičiu nuo 0,2 iki 1,5 m/s, o padėties nustatymo tikslumas yra ±0,1–0,3 mm, o tai palaiko aukštos kokybės pritaikymą ir apdailą. Jėgos pavarų surinkimo linijose nuolatinės srovės servosistemos varo sukimo momento įrankius, kurie taiko specifinius priveržimo sukimo momentus, dažnai nuo 10 iki 200 N·m, ir registruoja kiekvieną sukimo momento kreivę, kad būtų galima atsekti kokybę.

Transporto priemonių sistemos ir mechatroniniai moduliai

Transporto priemonėse kompaktiški nuolatinės srovės servo varikliai yra integruoti į tokius modulius kaip elektroninis droselio valdymas, aktyvios pakabos pavaros, ŠVOK mišinio durys ir priekinių žibintų aukščio reguliavimo sistemos. Pavyzdžiui, elektroniniame droselio korpuse gali būti naudojamas nedidelis servo variklis, kurio sukimo momentas yra apie 0,5–1,0 N·m, veikiantis 12–14 V nuolatinės srovės automobilių tiekimo diapazone. Reakcijos laikas paprastai yra mažesnis nei 100 ms, kad atitiktų vairuotojo įvesties reikalavimus ir emisijos standartus. Kiekvienam automobilių pakopų grandinės tiekėjui reikalingos nuoseklios sukimo momento-greičio kreivės ir šiluminės charakteristikos, kad būtų palaikoma didelės apimties gamyba, o didmeninės prekybos kanalai orientuoti į pakeitimo ir antrinės rinkos paklausą su identiškais elektriniais ir mechaniniais parametrais.

Tekstilės, metalo apdirbimo ir medžiagų apdirbimo įranga

Verpalų tvarkymas, staklės ir tekstilės apdaila

Tekstilės mašinos remiasi nuolatinės srovės servo varikliais, kad būtų galima koordinuoti kelias ašis, tvarkančias verpalus, audinius ir apdailos procesus. Audimo mašinose servovaromi išleidimo ir paėmimo mechanizmai palaiko pastovią įtampą, dažnai 5–50 N diapazone, o įtempimo kitimas yra mažesnis nei ±2%. Servo-valdomos Jacquard sistemos pakelia ir nuleidžia metmenų siūlus atskirai, kartais valdydami tūkstančius kabliukų, todėl reikia tiksliai nustatyti staklių greitį iki 800–1 200 kirtimų per minutę. Nuolatinės srovės servosistemos, pasižyminčios dideliu dinaminiu atsaku ir maža inercija, padeda sumažinti sriegio trūkimą ir audinio defektus, o per programinę įrangą palaiko dažnus modelio keitimus.

Presai, pjaustytuvai ir rulonų formavimo mašinos

Metalo apdirbimo ir medžiagų apdorojimo įranga, pvz., servopresai, pjaustymo iki ilgio linijos ir ritinėlių formavimo mašinos, naudoja nuolatinės srovės servovariklius, kad reguliuotų padavimo ilgį ir spaudimo jėgą. Įprasta pjovimo iki ilgio linija gali atlaikyti 30–150 m/min juostos greitį, o ilgio tikslumas didesnis nei ±0,5 mm per kelis metrus. Servo presai gali pritaikyti valdomus jėgos profilius iki kelių šimtų kiloniutonų naudodami variklio sukimo momento grįžtamąjį ryšį ir tikslų alkūninio veleno padėtį. Šie parametrai leidžia geriau panaudoti medžiagą ir sumažinti laužą. Didmeniniai klientai ir bet kuris integruotų linijų gamintojas dažnai nurodo nuolatinės srovės servo sistemas, kurios gali atlaikyti didelius darbo ciklus, viršijančius 70–80 %, be perkaitimo.

Vartojimo produktai, namų automatika ir hobio įrenginiai

Išmaniųjų namų mechanizmai ir buitinė technika

Namų automatizavimo srityje nuolatinės srovės servo varikliai leidžia judėti įrenginiuose, pvz., motorinėse užuolaidose, išmaniosiose spynose, langų pavarose ir kameros pakreipimo įtaisuose. Darbinė įtampa paprastai svyruoja nuo 5 iki 24 V nuolatinės srovės, o nuolatinis sukimo momentas yra nuo 0,05 iki 0,5 N·m kompaktiškuose korpusuose. Paprastai pakanka ±1–2° padėties tikslumo, o buitinėje aplinkoje pageidautinas žemas triukšmo lygis, mažesnis nei 40–45 dB 1 metro atstumu. Integruoti valdikliai ir ryšio sąsajos (pvz., paprasti PWM arba nuoseklieji protokolai) sumažina išorinių komponentų skaičių, todėl kiekvienas išmaniųjų namų sistemų tiekėjas gali paspartinti produktų kūrimą.

Mokomieji robotai, RC modeliai ir „pasidaryk pats“ platformos

Nebrangūs nuolatinės srovės servo varikliai plačiai naudojami mokomuosiuose robotikos rinkiniuose, radijo bangomis valdomose transporto priemonėse ir gamintojų projektuose. Standartiniai hobio servosistemai paprastai turi apie 180° sukimosi diapazoną, veikia esant 4,8–7,4 V įtampai, o užstrigimo sukimo momentas yra nuo 1 iki 30 kg·cm (apie 0,1–3 N·m). Padėties komandos dažnai siunčiamos 50 Hz PWM valdymo signalais, kurių impulsų plotis yra nuo 1,0 iki 2,0 ms. Nors šie įrenginiai nėra tokie tikslūs kaip pramoniniai servo įrenginiai, jie suteikia pakankamai tikslumo mokymuisi ir prototipų kūrimui. Didmeninės prekybos kanalai ir kiekvienas STEM rinkinių gamintojas daugiausia dėmesio skiria nebrangiems standartizuotoms formoms, pvz., 9 g mikro servosistemoms ir standartinio dydžio 40 × 20 mm korpusams.

Atsinaujinančios energijos, bandymų ir matavimų platformos

Saulės sekimo ir mažo vėjo sistemos

Atsinaujinančiose energijos sistemose nuolatinės srovės servovarikliai palaiko saulės sekimo mechanizmus ir sparnų valdymą mažose vėjo turbinose. Dviejų ašių saulės sekimo įrenginiai, naudojantys servo sistemas, gali padidinti metinį energijos išeigą 15–40%, palyginti su fiksuotomis matricomis, priklausomai nuo vietos. Varikliai paprastai užtikrina 20–100 N·m išlaikymo sukimo momentą, kad skydas būtų orientuotas nuo vėjo apkrovų, o atstumas sumažinamas iki mažesnio nei 0,1–0,2°, kad būtų galima tiksliai sekti saulę. Valdymo algoritmai atnaujina orientaciją kas 5–10 minučių šviesiu paros metu, remdamiesi servo grįžtamuoju ryšiu, kad nukreipimo tikslumas būtų ±1°. Išjungtoms sistemoms, kad būtų taupoma energija, efektyvumas didesnis nei 80–85 % ir maža budėjimo režimo srovė.

Bandymo stendai, judesio simuliatoriai ir instrumentai

Bandymo ir matavimo platformose dažnai naudojami nuolatinės srovės servo varikliai, kad būtų sukurtas valdomas judėjimas ir apkrovos. Dinamometrai ir besisukantys bandymo stendai variklius, pavaras ar transporto priemonių komponentus tikrina nuo kelių šimtų vatų iki dešimčių kilovatų galios servosistemos. Greičio reguliavimo tikslumas gali būti geresnis nei ±0,01 % diapazone nuo 10 iki 5 000 aps./min., o sukimo momento valdymas palaiko nustatytas vertes ±0,5–1 % ribose. Tyrimams ar mokymui skirti judesio simuliatoriai gali naudoti kelias servo ašis sudėtingoms trajektorijoms atkurti, kai padėties skiriamoji geba yra apie 0,01–0,1 mm, o atnaujinimo dažnis viršija 1 kHz. Tiek laboratorijų integratoriai, tiek didmeniniai platintojai priklauso nuo nuoseklių servo specifikacijų, kad užtikrintų pakartojamus matavimo rezultatus.

„Maxtech“ teikia sprendimus

Maxtech daugiausia dėmesio skiria nuolatinės srovės servo variklių sprendimams, pritaikytiems pramoninei automatikai, robotikai, medicinos prietaisams ir tiksliajai įrangai. Kaip gamintojas, siūlome sukimo momento diapazoną nuo 0,05 iki 200 N·m, greitį iki 5000 aps./min., o kodavimo skiriamąją gebą – iki 20 bitų, atitinkančias įvairius valdymo reikalavimus. Mūsų, kaip tiekėjo, vaidmuo apima nuo standartinių katalogo vienetų iki pritaikytų velenų, apvijų ir tvirtinimo sąsajų, kurios supaprastina mechaninį integravimą. Didmeninės prekybos partneriams teikiame stabilius gamybos pajėgumus, partijų atsekamumą ir techninę dokumentaciją, kuri sumažina kvalifikavimo laiką. Dėl optimizuoto variklio ir pavaros derinimo, terminės analizės ir parametrų derinimo „Maxtech“ padeda klientams pasiekti didesnį padėties nustatymo tikslumą, ilgesnį tarnavimo laiką ir mažesnes bendrąsias nuosavybės išlaidas sudėtingose ​​​​servo programose.