Servomotoru remonts pats

Detalizēti: servomotoru remonts pats no īsta meistara vietnei my.housecope.com.

Es nesen izveidoju robota roku, un tagad es nolēmu tai pievienot satvērēju, ko darbina mini servo. Es nolēmu izveidot divas variācijas, lai redzētu, kā tas labāk darbotos ar taisnu vai apaļu pārnesumu. Man labāk patika apaļā pārnesuma opcija, jo tā izgatavošana prasīja tikai 2 stundas un atstarpe starp pārnesumiem bija ļoti maza.

Vispirms es izgriezu detaļas uz frēzmašīnas:

Es saliku detaļas, izmantojot 2x10 mm skrūves.

Lūk, kā mini servo tiek piestiprināts pie satvērēja:

Kā darbojas servo satvērējs:

Un tagad, kad viss ir salikts un arī mehāniskā daļa gandrīz gatava, atliek vien pabeigt darbu elektronisko daļu! Es izvēlējos Arduino, lai vadītu savu robotu, un izveidoju ķēdi (tas atrodas labajā pusē), lai savienotu Arduino ar servo.

Ķēde patiesībā ir ļoti vienkārša, tā tikai sūta signālus uz Arduino un no tā. Ir arī galvene infrasarkanajam uztvērējam un daži savienotāji barošanas avotam un 4 savienojumi ar pārējām (nelietotajām) Arduino tapām. Tādējādi var pieslēgt citu slēdzi vai sensoru.

Un lūk, kā kustas manipulatora roka:

Uzņēmumam iegādājoties CNC frēzmašīnu fasāžu ražošanai no MDF, rodas jautājums par nepieciešamību pārmaksāt par noteiktiem mehānismiem un spēka agregātiem, kas uzstādīti uz dārgām un augsto tehnoloģiju iekārtām. CNC iekārtu spēka agregātu pozicionēšanai parasti izmanto pakāpju motorus un servomotorus (servopiedziņas).

Video (noklikšķiniet, lai atskaņotu).

Stepper motori ir lētāki. Tomēr servo piedziņas piedāvā plašu priekšrocību klāstu, tostarp augstu veiktspēju un pozicionēšanas precizitāti. Tātad, ko jums vajadzētu izvēlēties?

Attēls — servomotoru remonts

Pakāpju motors ir bezsuku līdzstrāvas sinhronais motors, kuram ir vairāki statora tinumi. Kad strāva tiek pievadīta vienam no tinumiem, rotors pagriežas un pēc tam nofiksējas noteiktā pozīcijā. Secīga tinumu ierosināšana caur pakāpju motora kontrolieri ļauj rotoram griezties noteiktā leņķī.

Pakāpju motori tiek plaši izmantoti rūpniecībā, jo tiem ir augsta uzticamība un ilgs kalpošanas laiks. Stepper motoru galvenā priekšrocība ir pozicionēšanas precizitāte. Kad tinumiem tiek pielietota strāva, rotors stingri pagriezīsies noteiktā leņķī.

· Liels griezes moments pie maziem un nulles apgriezieniem;

· Ātrā iedarbināšana, apturēšana un atpakaļgaita;

· Darbs pie lielas slodzes bez atteices riska;

· Vienīgais nodiluma mehānisms, kas ietekmē kalpošanas laiku, ir gultņi;

· Rezonanses iespēja;

· Pastāvīgs enerģijas patēriņš neatkarīgi no slodzes;

· Griezes momenta kritums pie lieliem apgriezieniem;

· Atgriezeniskās saites trūkums pozicionēšanas laikā;

· Slikta remontējamība.

Attēls — servomotoru remonts

Servomotors (servomotors) ir elektromotors ar negatīvas atgriezeniskās saites vadību, kas ļauj precīzi kontrolēt kustības parametrus, lai sasniegtu nepieciešamo ātrumu vai iegūtu vēlamo griešanās leņķi. Servomotors ietver pašu elektromotoru, atgriezeniskās saites sensoru, barošanas avotu un vadības bloku.

Servo piedziņas elektromotoru konstrukcijas iezīmes daudz neatšķiras no parastajiem elektromotoriem ar statoru un rotoru, kas darbojas ar līdzstrāvu un maiņstrāvu, ar un bez sukām.Šeit īpaša loma ir atgriezeniskās saites sensoram, ko var uzstādīt gan tieši pašā dzinējā, gan pārraidīt datus par rotora stāvokli un noteikt tā novietojumu pēc ārējām pazīmēm. No otras puses, servomotora darbība nav iedomājama bez barošanas un vadības bloka (aka invertora vai servo pastiprinātāja), kas pārveido elektromotoram pievadītās strāvas spriegumu un frekvenci, tādējādi kontrolējot tā darbību.

· Liela jauda ar maziem izmēriem;

· Ātrs paātrinājums un palēninājums;

· Nepārtraukta un nepārtraukta pozīcijas izsekošana;

· Zems trokšņa līmenis, vibrāciju un rezonanses trūkums;

· Plašs rotācijas ātruma diapazons;

· Stabilu darbu plašā ātruma diapazonā;

· Mazs svars un kompakts dizains;

· Zems enerģijas patēriņš pie zemām slodzēm.

· Nepieciešama periodiska apkope (piemēram, ar suku nomaiņu);

· Ierīces sarežģītība (sensora, barošanas avota un vadības bloka klātbūtne) un tās darbības loģika.

Salīdzinot servopiedziņas un pakāpju motora raksturlielumus, vispirms jāpievērš uzmanība to veiktspējai un izmaksām.

Par MDF fasāžu izgatavošanu mazā uzņēmumā, kas strādā ar nelieliem apjomiem, manuprāt, nav nepieciešams pārmaksāt par dārgu servomotoru uzstādīšanu uz CNC frēzēšanas mašīnas. No otras puses, ja uzņēmums cenšas sasniegt maksimāli iespējamos ražošanas apjomus, tad nav jēgas atlēt zemas veiktspējas pakāpju motorus CNC.

Servo motori tiek izmantoti ne tikai aviācijas modelēšanā un robotikā, tos var izmantot arī sadzīves tehnikā. Mazie izmēri, augsta veiktspēja, kā arī ērtā servomotora vadība padara tos par vispiemērotākajiem dažādu ierīču tālvadībai.

Kombinēta servomotoru lietošana ar uztveršanas-raidīšanas radio moduļiem nesagādā grūtības, uztvērēja pusē pietiek ar servomotoru vienkārši pieslēgt atbilstošo savienotāju, kas satur barošanas spriegumu un vadības signālu, un darbs darīts.

Bet, ja mēs vēlamies vadīt servomotoru "manuāli", piemēram, izmantojot potenciometru, mums ir nepieciešams impulsu vadības ģenerators.

Zemāk ir diezgan vienkārša ģeneratora shēma, kuras pamatā ir 74HC00 integrētā shēma.

Šī shēma ļauj manuāli vadīt servomotorus, piegādājot vadības impulsus ar platumu no 0,6 līdz 2 ms. Shēmu var izmantot, piemēram, lai pagrieztu mazas antenas, āra prožektorus, videonovērošanas kameras utt.

Ķēdes pamatā ir 74HC00 mikroshēma (IC1), kas sastāv no 4 NAND vārtiem. Uz elementiem IC1A un IC1B tiek izveidots ģenerators, kura izejā veidojas impulsi ar frekvenci 50 Hz. Šie impulsi aktivizē RS flip-flop, kas sastāv no vārtiem IC1C un IC1D.

Lasi arī:  DIY remonta līmenis

Attēls — servomotoru remonts

Ar katru impulsu, kas nāk no ģeneratora, IC1D izeja tiek iestatīta uz "0", un kondensators C2 tiek izlādēts caur rezistoru R2 un potenciometru P1. Ja spriegums pāri kondensatoram C2 nokrītas līdz noteiktam līmenim, tad RC ķēde pārsūta elementu pretējā stāvoklī. Tādējādi izejā mēs iegūstam taisnstūrveida impulsus ar periodu 20 ms. Impulsa platumu iestata ar potenciometru P1.

Piemēram, Futaba S3003 servo piedziņa maina vārpstas griešanās leņķi par 90 grādiem, pateicoties vadības impulsiem, kuru ilgums ir no 1 līdz 2 ms. Ja mainām impulsa platumu no 0,6 līdz 2 ms, tad griešanās leņķis ir līdz 120 °. Komponenti ķēdē ir izvēlēti tā, lai izejas impulss būtu diapazonā no 0,6 līdz 2 ms, un tāpēc uzstādīšanas leņķis ir 120 °. S3003 servomotoram no Futaby ir pietiekami liels griezes moments, un strāvas patēriņš var būt no desmitiem līdz simtiem mA atkarībā no mehāniskās slodzes.

Attēls — servomotoru remonts

Attēls — servomotoru remonts

Servo motora vadības ķēde ir samontēta uz abpusējas iespiedshēmas plates, kuras izmēri ir 29 x 36 mm.Uzstādīšana ir ļoti vienkārša, tāpēc pat iesācējs radioamatieris var viegli tikt galā ar ierīces montāžu.

Vārstu motori ir sinhronas bezsuku (bezsuku) mašīnas. Uz rotora ir pastāvīgie magnēti no retzemju metāliem, uz statora ir armatūras tinums. Statora tinumus pārslēdz ar pusvadītāju jaudas slēdžiem (tranzistoriem), lai statora magnētiskā lauka vektors vienmēr būtu perpendikulārs rotora magnētiskā lauka vektoram - šim nolūkam tiek izmantots rotora pozīcijas sensors (Hall sensors vai kodētājs). Fāzes strāvu kontrolē PWM modulācija, un tā var būt trapecveida vai sinusoidāla.

Lineārā motora plakanais rotors ir izgatavots no retzemju pastāvīgajiem magnētiem. Principā tas ir līdzīgs vārsta motoram.

Atšķirībā no nepārtrauktas rotācijas sinhronajām mašīnām, pakāpju motoriem uz statora ir izteikti stabi, uz kuriem atrodas vadības tinumu spoles - to komutāciju veic ārēja piedziņa.

Apsveriet reaktīvā pakāpju motora darbības principu, kurā zobi atrodas uz statora poliem, un rotors ir izgatavots no mīksta magnētiska tērauda, ​​un tam ir arī zobi. Zobi uz statora atrodas tā, lai vienā solī magnētiskā pretestība būtu mazāka gar motora garenisko asi, bet otrā - gar šķērsvirziena asi. Ja jūs diskrēti ierosināt statora tinumus ar līdzstrāvu noteiktā secībā, tad rotors ar katru komutāciju pagriezīsies par vienu soli, kas ir vienāds ar rotora zobu piķi.

Daži frekvences pārveidotāju modeļi var darboties gan ar standarta indukcijas motoriem, gan servomotoriem. Tas ir, galvenā atšķirība starp servo nav jaudas sadaļā, bet gan vadības algoritmā un aprēķinu ātrumā. Tā kā programma izmanto informāciju par rotora stāvokli, servo ir interfeiss kodētāja pievienošanai, kas uzstādīts uz motora vārpstas.

Servo sistēmas izmanto principu pakārtotā vadība: strāvas cilpa ir pakārtota ātruma cilpai, kas savukārt ir pakārtota pozīcijas cilpai (skat. automātiskās vadības teoriju). Vispirms tiek noregulēta visdziļākā cilpa, strāvas cilpa, pēc tam ātruma cilpa un pēdējā, pozīcijas cilpa.

Pašreizējā cilpa vienmēr tiek ieviests servo.

Ātruma cilpa (kā arī ātruma sensors) arī vienmēr ir servo sistēmā, to var realizēt gan uz piedziņā iebūvēta servokontrolleri, gan uz ārēju bāzes.

Pozīcijas kontūra izmanto precīzai pozicionēšanai (piemēram, padeves asis CNC iekārtās).

Ja kinemātiskajos savienojumos starp izpildmehānismu (koordinātu tabulu) un motora vārpstu nav atstarpes, koordinātas tiek netieši pārrēķinātas atbilstoši apļveida devēja vērtībai. Ja ir atstarpes, tad uz izpildmehānisma tiek uzstādīts papildu pozīcijas sensors (kas ir savienots ar servo kontrolieri) tiešai koordinātu mērīšanai.

Tas ir, atkarībā no ātruma un pozīcijas cilpu konfigurācijas tiek izvēlēts atbilstošs servokontrolleris un servo piedziņa (ne katrs servokontrolleris var ieviest pozīcijas cilpu!).

  • Pozicionēšana
  • Interpolācija
  • Sinhronizācija, elektroniskais pārnesums (Gear)
  • Precīza griešanās ātruma kontrole (mašīnas vārpsta)
  • Elektroniskā kamera
  • Programmējams loģiskais kontrolieris.

Kopumā servosistēma (kustības vadības sistēma) var sastāvēt no šādām ierīcēm:

  • Servo motors ar apļveida ātruma atgriezeniskās saites sensoru (var darboties arī kā rotora stāvokļa sensors)
  • Servo pārnesums
  • Izpildmehānisma pozīcijas sensors (piemēram, lineārais kodētājs padeves ass koordinātām)
  • Servo piedziņa
  • Servo kontrolieris (kustības kontrolieris)
  • Operatora saskarne (HMI).

LĪDZĪGI RAKSTIVAIRĀK NO AUTORA