Люфт шагового двигателя и сервоприводов. Имитация.

Для точного прогнозирования люфта существует несколько параметров, которые вы можете задать:

Если вы уже ознакомлены с концепциями шаговых двигателей, сервоприводов, люфта, замкнутого и разомкнутого циклов работы, то наверняка знаете, что люфт является негативным фактором, а замкнутые системы или сервоприводы гораздо более эффективны по сравнению с системами на основе разомкнутого контура или шагового двигателя для ЧПУ. Но как именно и почему это так? Насколько критичен люфт в реальной эксплуатации? Что произойдет, если выбрать систему с открытым контуром и шаговым двигателем с высоким люфтом?

Для ответа на эти вопросы я создал симулятор в Excel, который поможет вам разобраться в этих концепциях. Модель таблицы проста и предполагает, что вы хотите, чтобы станок вырезал круг. Круг выбран потому, что его сложность в изменении направления осей делает его идеальным тестом.

Если хотите попробовать модель, загрузите её здесь. Примеры и выводы приведены ниже, если вы не хотите самостоятельно разбираться с симуляцией.

Чтобы понять, какие значения вводить, прочтите материал о уменьшении люфта на ЧПУ станках!

Вот параметры, которые вы можете задать:

Диаметр круга в дюймах. Я предпочитаю круги диаметром 1 дюйм или меньше, так как ошибки лучше видны на графиках.

Люфт по осям X и Y в дюймах. Введите величину люфта в вашей системе. Для определения значения люфта ознакомьтесь со Словарем ЧПУ.

% ошибок: круг моделируется как 360 управляемых движений. % Ошибок указывает, сколько из этих перемещений будут игнорироваться из-за потерянных шагов или других проблем. Сервосистемы способны компенсировать потерянные шаги, в то время как шаговые двигатели теряют шаги без возможности восстановления.

Скорость захвата сервопривода — это мера того, какая часть ошибки устраняется на каждом этапе. Если ввести «4», будет устранена 1/4 ошибки на каждом шаге.

Модель таблицы сегментирована столбцами, чередующимися синим и желтым цветом:

— Управляемая позиция: идеализированные координаты X и Y, куда должна перемещаться машина.

— Ошибки оси: ошибки оси вычисляются при возникновении случайной ошибки и пропуске шага. Следующее заданное перемещение выполняется относительно предыдущей позиции.

— Шаговый двигатель без люфта: показывает результат работы шагового двигателя без люфта. Столбцы показывают, где остановилась машина и отклонения от заданной позиции.

— Идеальный двигатель с люфтом: результат работы идеального двигателя с люфтом. Ошибки люфта возникают при изменении направления оси.

— Шаговый двигатель с люфтом: суммирует эффекты потерянных шагов и люфта. Результат может быть очень негативным.

— Сервопривод без люфта: показывает, как система с замкнутым контуром исправляет ошибки.

Максимальное отклонение — это мера того, насколько модель отклоняется от идеала в худшем случае.

На вкладке «Графики» представлены визуализации процесса:

— Командная фигура: идеальный круг.

— Commanded + Backlash: показывает характерные «ушки» люфта при описании круга.

Люфт «Уши»: круг диаметром 1″, люфт 0,020″ по осям X и Y
Люфт «Уши»: круг диаметром 1″, люфт 0,020″ по осям X и Y

Вы видите, что маленькие синие «ушки» являются результатом люфта. 0,020″ — значительное значение, но не редкость.

— Шаговый двигатель без люфта: показывает эффект потерянных шагов. Например, с потерей шага 2%:

Шаговая система теряет 2% шагов
Шаговая система теряет 2% шагов

Проблема в том, что потерянные шаги не восстанавливаются, ошибки накапливаются, что приводит к браку деталей или авариям.

— Шаговый двигатель с люфтом:

Прогноз люфта шагового двигателя
Люфт шагового двигателя

Люфт вызывает серьезные проблемы, если система имеет большой люфт и работает без обратной связи.

Сервоприводы без люфта: сравнение сервопривода и шагового двигателя без люфта.

Сервопривод против шаг

ового двигателя без люфта
Сервопривод против шагового двигателя без люфта

Шаговый двигатель без люфта значительно отклоняется от заданной позиции из-за потерянных шагов. Сервосистема компенсирует ошибки и возвращается в исходное положение.

Таким образом, можно сделать вывод, что применение сервосистемы предпочтительнее.

«`

Вам может также понравиться...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


Срок проверки reCAPTCHA истек. Перезагрузите страницу.