Tee-se-itse-servomoottorin korjaus

Tarkemmin: tee-se-itse-servomoottorin korjaus oikealta mestarilta sivustolle my.housecope.com.

Tein äskettäin robottikäden, ja nyt päätin lisätä siihen miniservolla toimivan tartuntalaitteen. Päätin tehdä kaksi muunnelmaa nähdäkseni kuinka se toimisi paremmin suoralla tai pyöreällä vaihteella. Pidin pyöreästä vaihteesta enemmän, koska sen tekemiseen meni vain 2 tuntia ja vaihteiden väli oli hyvin pieni.

Ensin leikkasin osat jyrsinkoneella:

Kokosin osat 2x10mm ruuveilla.

Ja näin miniservo kiinnittyy tarttujaan:

Kuinka servotarrain toimii:

Ja nyt, kun kaikki on koottu ja mekaaninenkin osa on melkein valmis, pitää vain saada elektroniikka osa töistä valmiiksi! Valitsin Arduinon ohjaamaan robottiani ja tein piirin (se on oikealla) yhdistääkseni Arduinon servoon.

Piiri on itse asiassa hyvin yksinkertainen, se vain lähettää signaaleja Arduinoon ja Arduinosta. Mukana on myös infrapunavastaanottimen otsikko ja joitain liittimiä virtalähteelle ja 4 liitäntää muihin (käyttämättömiin) Arduino-nastoihin. Siten voidaan kytkeä toinen kytkin tai anturi.

Ja tässä on kuinka manipulaattorin käsi liikkuu:

Yrityksen ostama CNC-jyrsinkone julkisivujen valmistukseen MDF:stä herättää kysymyksen tarpeesta maksaa liikaa tietyistä kalliisiin ja korkean teknologian laitteisiin asennetuista mekanismeista ja voimayksiköistä. CNC-koneiden tehoyksiköiden sijoitteluun käytetään yleensä askelmoottoreita ja servomoottoreita (servokäyttöjä).

Video (klikkaa toistaaksesi).

Askelmoottorit ovat halvempia. Servokäytöt tarjoavat kuitenkin laajan valikoiman etuja, kuten korkean suorituskyvyn ja paikannustarkkuuden. Joten mitä sinun pitäisi valita?

Kuva - Tee-se-itse-servomoottorin korjaus

Askelmoottori on harjaton DC-synkroninen moottori, jossa on useita staattorikäämityksiä. Kun virta johdetaan yhteen käämeistä, roottori kääntyy ja lukittuu sitten tiettyyn asentoon. Käämien peräkkäinen viritys askelmoottoriohjaimen kautta mahdollistaa roottorin pyörimisen tietyssä kulmassa.

Askelmoottoreita käytetään laajalti teollisuudessa, koska niillä on korkea luotettavuus ja pitkä käyttöikä. Askelmoottoreiden tärkein etu on paikannustarkkuus. Kun käämiin kohdistetaan virtaa, roottori kääntyy tiukasti tietyssä kulmassa.

· Suuri vääntömomentti alhaisilla ja nollanopeuksilla;

· Pikakäynnistys, pysäytys ja peruutus;

· Työskentele suurella kuormituksella ilman epäonnistumisen vaaraa;

· Ainoa käyttöikään vaikuttava kulumismekanismi on laakerit;

· Resonanssin mahdollisuus;

· Vakio virrankulutus kuormituksesta riippumatta;

· Vääntömomentin pudotus suurilla nopeuksilla;

· Palautteen puute paikantamisen aikana;

· Huono korjattavuus.

Kuva - Tee-se-itse-servomoottorin korjaus

Servomoottori (servomoottori) on sähkömoottori, jossa on negatiivinen takaisinkytkentäsäätö, jonka avulla voit ohjata tarkasti liikeparametreja halutun nopeuden saavuttamiseksi tai halutun kiertokulman saavuttamiseksi. Servomoottori sisältää itse sähkömoottorin, takaisinkytkentäanturin, virtalähteen ja ohjausyksikön.

Servokäytön sähkömoottoreiden suunnitteluominaisuudet eivät eroa paljon perinteisistä sähkömoottoreista, joissa on staattori ja roottori, jotka toimivat tasa- ja vaihtovirralla, harjoilla ja ilman.Erityinen rooli tässä on palauteanturilla, joka voidaan asentaa sekä suoraan itse moottoriin että välittää tietoa roottorin asennosta ja määrittää sen sijainnin ulkoisten merkkien avulla. Toisaalta servomoottorin toimintaa ei voi ajatella ilman virtalähdettä ja ohjausyksikköä (alias invertteriä tai servovahvistinta), joka muuntaa sähkömoottoriin syötettävän virran jännitteen ja taajuuden ohjaten siten sen toimintaa.

· Suuri teho pienillä mitoilla;

· Nopea kiihtyvyys ja hidastuminen;

· Jatkuva ja keskeytymätön sijainnin seuranta;

· Matala melutaso, tärinän ja resonanssin puuttuminen;

· Laaja pyörimisnopeusalue;

· Vakaa työskentely laajalla nopeusalueella;

· Kevyt ja kompakti muotoilu;

· Alhainen virrankulutus pienillä kuormilla.

· Vaativa määräaikaishuolto (esimerkiksi harjojen vaihdolla);

· Laitteen monimutkaisuus (anturin, virtalähteen ja ohjausyksikön läsnäolo) ja sen toiminnan logiikka.

Kun verrataan servokäytön ja askelmoottorin ominaisuuksia, sinun tulee kiinnittää huomiota ensinnäkin niiden suorituskykyyn ja kustannuksiin.

MDF-julkisivujen valmistuksessa pienillä määrillä työskentelevässä pienessä yrityksessä ei mielestäni tarvitse maksaa liikaa kalliiden servomoottorien asentamisesta CNC-jyrsinkoneeseen. Toisaalta, jos yritys pyrkii saavuttamaan suurimmat mahdolliset tuotantomäärät, ei ole mitään järkeä alentaa matalatehoisia CNC-askelmoottoreita.

Servomoottoreita ei käytetä vain lentomallinnuksessa ja robotiikassa, vaan niitä voidaan käyttää myös kodinkoneissa. Pieni koko, korkea suorituskyky sekä servomoottorin helppo ohjaus tekevät niistä sopivimmat eri laitteiden kauko-ohjaukseen.

Servomoottoreiden yhdistetty käyttö vastaanotto-lähettävien radiomoduuleiden kanssa ei aiheuta hankaluuksia, riittää, että vastaanottimen puolella kytketään vain vastaava liitin syöttöjännitteen ja ohjaussignaalin sisältävään servomoottoriin, ja homma on tehty.

Mutta jos haluamme ohjata servomoottoria "manuaalisesti", esimerkiksi potentiometrin avulla, tarvitsemme impulssiohjausgeneraattorin.

Alla on melko yksinkertainen generaattoripiiri, joka perustuu integroituun piiriin 74HC00.

Tämä piiri mahdollistaa servomoottorien manuaalisen ohjauksen syöttämällä ohjauspulsseja, joiden leveys on 0,6-2 ms. Kaavaa voidaan käyttää esimerkiksi pienten antennien, ulkovalojen, CCTV-kameroiden jne.

Piirin perustana on 74HC00 mikropiiri (IC1), joka koostuu 4 NAND-portista. Elementeille IC1A ja IC1B luodaan generaattori, jonka ulostuloon muodostuu pulsseja taajuudella 50 Hz. Nämä pulssit aktivoivat RS-kiikun, joka koostuu porteista IC1C ja IC1D.

Lue myös:  Tee-se-itse luksusvedenlämmittimen korjaus

Kuva - Tee-se-itse-servomoottorin korjaus

Jokaisella generaattorilta tulevalla pulssilla IC1D-lähtö asetetaan arvoon "0" ja kondensaattori C2 puretaan vastuksen R2 ja potentiometrin P1 kautta. Jos jännite kondensaattorin C2 yli laskee tietylle tasolle, RC-piiri siirtää elementin vastakkaiseen tilaan. Siten lähdössä saamme suorakaiteen muotoisia pulsseja, joiden jakso on 20 ms. Pulssin leveys asetetaan potentiometrillä P1.

Esimerkiksi Futaba S3003 -servokäyttö muuttaa akselin kiertokulmaa 90 astetta ohjauspulssien ansiosta, joiden kesto on 1-2 ms. Jos muutamme pulssin leveyttä 0,6:sta 2 ms:iin, kiertokulma on jopa 120 °. Piirin komponentit valitaan siten, että lähtöpulssi on alueella 0,6 - 2 ms, ja siksi asennuskulma on 120 °. Futabyn S3003-servomoottorissa on riittävän suuri vääntömomentti ja virrankulutus voi olla mekaanisesta kuormituksesta riippuen kymmenistä satoihin mA.

Kuva - Tee-se-itse-servomoottorin korjaus

Kuva - Tee-se-itse-servomoottorin korjaus

Servomoottorin ohjauspiiri on koottu kaksipuoliselle piirilevylle, jonka mitat ovat 29 x 36 mm.Asennus on hyvin yksinkertaista, joten jopa aloitteleva radioamatööri selviytyy helposti laitteen kokoonpanosta.

Venttiilimoottorit ovat synkronisia harjattomia (harjattomia) koneita. Roottorin päällä on harvinaisista maametalleista tehdyt kestomagneetit, staattorissa ankkurikäämitys. Staattorin käämit kytketään puolijohdetehokytkimillä (transistoreilla) siten, että staattorin magneettikenttävektori on aina kohtisuorassa roottorin magneettikenttävektoriin nähden - tätä varten käytetään roottorin asentoanturia (Hall-anturi tai enkooderi). Vaihevirtaa ohjataan PWM-modulaatiolla ja se voi olla puolisuunnikkaan tai sinimuotoinen.

Lineaarimoottorin litteä roottori on valmistettu harvinaisten maametallien kestomagneeteista. Periaatteessa se on samanlainen kuin venttiilimoottori.

Toisin kuin jatkuvan pyörimisen synkronisissa koneissa, askelmoottoreissa on staattorissa näkyvät navat, joihin ohjauskäämien kelat sijaitsevat - niiden kommutoinnin suorittaa ulkoinen käyttö.

Harkitse reaktiivisen askelmoottorin toimintaperiaatetta, jossa hampaat sijaitsevat staattorin navoissa ja roottori on valmistettu pehmeästä magneettisesta teräksestä ja siinä on myös hampaat. Staattorin hampaat sijaitsevat niin, että yhdessä vaiheessa magneettinen vastus on pienempi moottorin pituusakselilla ja toisessa - poikittaisakselilla. Jos virität diskreetti staattorin käämit tasavirralla tietyssä järjestyksessä, roottori jokaisella kommutaatiolla kääntyy yhden askeleen verran, joka on yhtä suuri kuin roottorin hampaiden nousu.

Jotkut taajuusmuuttajamallit voivat toimia sekä tavallisten oikosulkumoottorien että servomoottorien kanssa. Eli tärkein ero servojen välillä ei ole tehoosassa, vaan ohjausalgoritmissa ja laskennan nopeudessa. Koska ohjelma käyttää tietoja roottorin asennosta, servossa on liitäntä moottorin akselille asennetun kooderin kytkemiseksi.

Servojärjestelmät käyttävät periaatetta alainen johto: virtasilmukka on alisteinen nopeussilmukalle, joka puolestaan ​​on alisteinen asemasilmukalle (katso automaattisen ohjauksen teoria). Sisempi silmukka, virtasilmukka, viritetään ensin, sen jälkeen nopeussilmukka ja viimeisenä asemasilmukka.

Nykyinen silmukka toteutettu aina servossa.

Nopeussilmukka (sekä nopeusanturi) on myös aina servojärjestelmässä, se voidaan toteuttaa sekä taajuusmuuttajaan sisäänrakennetun tai ulkoisen servoohjaimen pohjalta.

Sijoita ääriviiva Tarkkaan asemointiin (esim. CNC-koneiden syöttöakselit).

Jos toimilaitteen (koordinaattitaulukko) ja moottorin akselin välisissä kinemaattisissa liitännöissä ei ole välystä, koordinaatti lasketaan epäsuorasti uudelleen ympyräkooderin arvon mukaan. Jos välyksiä on, toimilaitteeseen asennetaan ylimääräinen asentoanturi (joka on kytketty servoohjaimeen) suoraa koordinaattimittausta varten.

Eli nopeus- ja asentosilmukoiden konfiguraatiosta riippuen valitaan sopiva servoohjain ja servokäyttö (jokainen servoohjain ei voi toteuttaa asentosilmukkaa!).

  • Paikannus
  • Interpolointi
  • Synkronointi, elektroninen vaihde (Gear)
  • Tarkka pyörimisnopeuden säätö (koneen kara)
  • Elektroninen kamera
  • Ohjelmoitava logiikkaohjain.

Yleensä servojärjestelmä (Motion Control System) voi koostua seuraavista laitteista:

  • Servomoottori pyöreällä nopeuden takaisinkytkentäanturilla (voi toimia myös roottorin asentotunnistimena)
  • Servo vaihde
  • Toimilaitteen asentoanturi (esim. lineaarinen anturi syöttöakselin koordinaateille)
  • Servo Drive
  • Servoohjain (liikeohjain)
  • Käyttöliittymä (HMI).

SAMANLAISET ARTIKKELILISÄÄ TEKIJÄLTÄ