直線驅(qū)動是指直接驅(qū)動,是新型的點擊直接和運動執(zhí)行部分結(jié)合,即電機直接驅(qū)動機器運轉(zhuǎn),沒有中間的機械傳動環(huán)節(jié),相對常規(guī)驅(qū)動技術(shù)它使控制環(huán)可獲得極高增益,其反饋亦是檢測最終的位置避免了傳動環(huán)節(jié)的耦合誤差和擾動,具有靜態(tài)精度高動態(tài)性能好的優(yōu)勢。直接驅(qū)動技術(shù)的優(yōu)點是摩擦小、維護工作量小和生產(chǎn)效率高。
典型的直接驅(qū)動急速的應(yīng)用包括,以直線電機為核心驅(qū)動元件的直線運動部件和一力矩電機為核心包括驅(qū)動部分和位置反饋(感知)部分,驅(qū)動部分/執(zhí)行部分包括動子、定子、線圈等,位置反饋感知部分包括磁柵、光柵、容柵等,結(jié)構(gòu)可以是線性測量的,也可以是角度測量的。
一個完整的直驅(qū)部件,包括執(zhí)行部分(線圈、磁鋼、壓電瓷片)、位置反饋部分和驅(qū)動部分(驅(qū)動器),首先需要了解伺服驅(qū)動如何使用位置反饋數(shù)據(jù)。
在伺服驅(qū)動器里(直線電機或普通的伺服電機),光柵尺數(shù)據(jù)分別去往電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)3個部分,在電流環(huán)里編碼器數(shù)據(jù)被用來確認動子和定子的相對位置確認磁場施加的正確位置,通常電流環(huán)的PWM發(fā)生器是10位的,因此只要保證在一個磁截距內(nèi)有10位分辨即可,通常的直線電機磁截距20毫米以上,因此電流環(huán)只要滿足在20毫米的范圍內(nèi)能夠有10位能夠有效分辨就好,折合電流環(huán)需要的分辨率就好,折合電流環(huán)需要的分辨率約20000/1000=20微米,保守下10微米就夠了。在速度環(huán)中,編碼器數(shù)據(jù)用來確認當前動定子的相對速度,通常電流環(huán)頻率是每秒10K次或更低,速度環(huán)是電流環(huán)的四分之一(2.5K)或一半(5K),在每次速度閉環(huán)中必需保證能夠有效的得到足夠多的數(shù)據(jù)(至少能夠得到1個數(shù)據(jù))才能保證速度環(huán)的PI輸出是穩(wěn)定的,以2.5K的速度環(huán)為例,每次閉環(huán)時間是400微秒,在400微秒必須至少得到1個光柵數(shù)據(jù)才能保證PI輸出是穩(wěn)定的,如果用1微米的分辨率,那么最低速度是2.5mm/s,低于這個速度將導(dǎo)致運行的不平順(電流環(huán)比例積分波動巨大),這是極限情況,通常速度環(huán)周期需要更多的脈沖來滿足速度的平順度。
通常需要直線電機最終的定位精度是微米級,因此位置環(huán)一般微米極就夠了,通常位置環(huán)的需要的分辨率是需要的重復(fù)定位精度的2一5倍,如果重復(fù)是2微米,那么位置環(huán)的光柵尺分辨率要1微米或0.5微米。對于只需要最終定位的應(yīng)用場合,不考慮中間的運行平穩(wěn)情況(機器人抓取、送料等),那么可以選擇光柵尺的分辨率低些,只保證位置環(huán)定位就好;對于需要中間狀態(tài)也很平稔的場合(機床加工、3D打印、線切割),就需要很高的分辨率,保證刀具的壽命,加工的表面效果。
常見的位置傳感器包括磁柵尺、光柵尺等,如何選在在區(qū)部件的應(yīng)用需要結(jié)合其自身的特點。
相關(guān)閱讀文章推薦:直線模組供應(yīng)商這么多,產(chǎn)品型號千姿百態(tài),怎樣才能買到合適的直線模組呢?速看
客服電話
微信掃一掃