В настоящее время люди стараются максимально автоматизировать практически все трудоемкие и монотонные процессы, возложив огромную ответственность на оборудование и программное обеспечение. На координатных станках, в различных технологических транспортных системах, дополнительных механизмах, промышленных роботах для обеспечения плавности движения энергосбережения используют сервопривод.
Что такое сервопривод?
Сервопривод, или как его называют “автоматически точный исполнитель” - это привод, точное управление которым осуществляется через обратную связь. Он позволяет управлять параметрами движения и скорости обеспечивая хорошую повторяемость высокоточных процессов.
Механический привод, имеющий в составе датчик и блок управления приводом предназначен для отработки момента, скорости и позиции с заданной точностью и динамикой.
Существует три контура регулирования сервопривода - по току, по скорости, по позиции.
В качестве преимуществ данного типа приводов следует выделить:
- плавность и точность перемещений, которые доступны даже на низких скоростях, разрешающая способность может выбираться пользователем в зависимости от решаемой задачи;
- бесшумность работы;
- надежность и безотказность, а следовательно, возможность использовать его в ответственных, не терпящих отказа устройствах;
- легкость монтажа конструкции;
- не предъявляет особых требований к электродвигателю и редуктору — они могут быть практически любого нужного типа и мощности (а шаговые двигатели, как правило, маломощны и тихоходны);
- затраты энергии пропорциональны сопротивлению элемента (на шаговый двигатель постоянно подаётся номинальное напряжение с запасом по возможной перегрузке);
- поддержание скорости перемещения и подачи с высокой точностью;
- отсутствие явлений резонанса и вибрации;
- высокий уровень шероховатости обрабатываемой поверхности;
- не требует ручной калибровки.
Из недостатков нужно отметить:
- высокая стоимость;
- необходимость в дополнительном элементе — датчике;
- сложнее блок управления и логика его работы (требуется обработка результатов датчика и выбор управляющего воздействия, а в основе контроллера шагового двигателя — просто счётчик);
- проблема фиксирования: обычно решается постоянным притормаживанием перемещаемого элемента либо вала электродвигателя (что ведет к потерям энергии). Либо применение червячных/винтовых передач (усложнение конструкции) (в шаговом двигателе каждый шаг фиксируется самим двигателем).
Таким образом, сравнивая серводвигатели с теми же шаговыми на выходе мы имеем значительное преимущество в точности перемещений (не ниже +/- 0.002 мкм), которая в разы превышает точность шаговых приводов (до +/- 0.01 мм). Также явным преимуществом можно назвать и скорость перемещения, которая у сервопривода составляет 60 м/мин и более, а у шаговых приводов всего 20 – 25 метров в минуту. Высокие характеристики мы получаем и по скорости разгона. У сервоприводов она составляет до 1000 об/мин за 0,2 секунды в то время как у шаговых - до 120 об/мин за секунду.
Исходя из данных критериев потребитель может сделать заключение о целесообразности покупки системы с сервоприводами, исходя из требований к уровню качества продукции, экономических соображений и объема производства.