Da govorimo o krutosti, hajde da prvo govorimo o krutosti.
Krutost se odnosi na sposobnost materijala ili strukture da se odupru elastičnoj deformaciji kada je podvrgnut sili i predstavlja poteškoću elastične deformacije materijala ili strukture. Krutost materijala se obično mjeri njegovim modulom elastičnosti, E. U makroskopskom rasponu elastičnosti, krutost je proporcionalni koeficijent proporcionalan opterećenju dijela i pomaku, odnosno sili potrebnoj da izazove pomak jedinice, i njegova recipročna vrijednost se naziva fleksibilnost, odnosno pomak uzrokovan jediničnom silom. Krutost se može podijeliti na statičku krutost i dinamičku krutost.
Krutost (k) strukture je sposobnost elastomera da se odupre deformaciji i istezanju. k=P/δ, gdje je P konstantna sila koja djeluje na strukturu, a δ je deformacija uzrokovana silom.
Rotaciona krutost (k) rotirajuće strukture je: k=M/θ gdje je M primijenjeni moment, a θ ugao rotacije.
Na primjer, znamo da je čelična cijev relativno tvrda i općenito deformirana vanjskom silom, dok je gumena traka mekša, a deformacija uzrokovana istom silom je relativno velika, tada kažemo da je krutost čelične cijevi jaka, a krutost gumene trake je slaba, odnosno njena jaka fleksibilnost.
U primjeni servo motora, upotreba spojnica za povezivanje motora i opterećenja je tipična kruta veza; dok je upotreba sinkronih kaiševa ili remena za povezivanje motora i opterećenja tipična fleksibilna veza.
Krutost motora je sposobnost osovine motora da se odupre vanjskim smetnjama obrtnog momenta, a krutost motora možemo podesiti u servo kontroleru.
Mehanička krutost servo motora povezana je s njegovom brzinom odziva. Općenito, što je veća krutost, veća je i brzina odgovora. Međutim, ako se podesi previsoko, lako je uzrokovati da motor proizvodi mehaničku rezonanciju. Stoga postoje ručna podešavanja u općim parametrima servo pojačala. Opciju frekvencije odziva potrebno je podesiti prema tački rezonancije mašine, što zahtijeva vrijeme i iskustvo (u stvari, podešava se parametar pojačanja).
U režimu položaja servo sistema, sila se primjenjuje kako bi se motor skrenuo. Ako je sila velika, a ugao otklona mali, krutost servo sistema se smatra jakom, u suprotnom se smatra da je krutost servo sistema slaba. Imajte na umu da je krutost ovdje zapravo bliža konceptu brzine odziva. Sa stanovišta kontrolera, krutost je zapravo parametar sastavljen od petlje brzine, petlje položaja i vremenske integralne konstante, a njena veličina određuje brzinu odziva mašine.
U stvari, ako pozicioniranje nije potrebno da bude brzo, sve dok je pozicioniranje tačno, kada otpor nije velik, krutost je niska, a pozicioniranje također može biti precizno, ali vrijeme pozicioniranja je dugo. Budući da je pozicioniranje sporo ako je krutost niska, postojaće iluzija nepreciznog pozicioniranja kada je potreban brz odgovor i kratko vrijeme pozicioniranja.
Inercija opisuje inerciju kretanja objekta, a rotaciona inercija je mjera inercije rotacije objekta oko ose. Moment inercije povezan je samo sa radijusom rotacije i masom objekta. Općenito, inercija opterećenja premašuje 10 puta inerciju rotora motora, a inercija se može smatrati velikom.
Rotaciona inercija vodilice i vodećeg zavrtnja ima veliki uticaj na krutost sistema servo motora. Pod fiksnim pojačanjem, što je veća inercija rotacije, veća je krutost i lakše je izazvati podrhtavanje motora; što je inercija rotacije manja, to je manja krutost i manja je vjerovatnoća da će se motor tresti. . Moment inercije može se smanjiti zamjenom vodilice i olovnog vijka manjim promjerom kako bi se smanjila inercija tereta tako da motor ne vibrira.
Znamo da prilikom odabira servo sistema, pored uzimanja u obzir parametara kao što su obrtni moment i nazivna brzina motora, moramo prvo izračunati inerciju mehaničkog sistema pretvorenog u osovinu motora, a zatim prema stvarnoj akcioni zahtjevi stroja i kvalitet radnog komada. Zahtjevi za poseban odabir motora s odgovarajućom veličinom inercije.
Tokom otklanjanja grešaka (u ručnom režimu), ispravno postavljanje parametra omjera inercije je pretpostavka da se omogući potpuna igra za najbolje performanse mehaničkog i servo sistema.
Dakle, šta je tačno "podudaranje inercije"?
Zapravo, nije teško razumjeti, prema drugom zakonu stoke:
Moment koji zahtijeva sistem napajanja=moment inercije sistema J × ugaono ubrzanje θ
Kutno ubrzanje θ utiče na dinamičke karakteristike sistema. Što je θ manji, to je duže vrijeme od kontrolora koji izdaje naredbu do završetka izvršavanja sistema i sporiji je odgovor sistema. Ako se θ promijeni, odziv sistema će biti brz i spor, što će uticati na točnost obrade.
Nakon odabira servo motora, maksimalna izlazna vrijednost se ne mijenja. Ako se očekuje da će promjena θ biti mala, J bi trebao biti što manji.
U gore navedenom, sistemski moment inercije J=rotacijski moment inercije servo motora JM plus moment inercije opterećenja JL pretvoren iz osovine motora.
Inercija opterećenja JL sastoji se od inercije radnog stola, učvršćenja postavljenog na njemu, radnog komada, vijka, spojnice i drugih linearnih i rotirajućih pokretnih dijelova pretvorenih u inerciju osovine motora. JM je inercija rotora servo motora. Nakon odabira servo motora, ova vrijednost je fiksna vrijednost, dok se JL mijenja sa opterećenjem radnog komada. Ako želite da brzina promjene J bude manja, bolje je smanjiti udio JL.
Ovo je "podudaranje inercije" u popularnom smislu.
Uopšteno govoreći, motor sa malom inercijom ima dobre performanse kočenja, brzu reakciju na pokretanje, ubrzanje i zaustavljanje, i dobar recipročni protok pri velikim brzinama, što je pogodno za neke prilike sa malim opterećenjem i brzim pozicioniranjem. Motori srednje i velike inercije pogodni su za prilike sa velikim opterećenjem i visokim zahtjevima stabilnosti, kao što su neki mehanizmi kružnog kretanja i neke industrije alatnih mašina.