Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?
description
Transcript of Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?
![Page 1: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/1.jpg)
Mits
ubis
hi E
lect
ric
Wat
is s
ervo
tech
niek
?
![Page 2: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/2.jpg)
Asbesturingen
![Page 3: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/3.jpg)
Aandrijfsystemen
Open-loop - geen terugkoppeling Closed-loop - terugkoppeling
Servosystemen - herkenbaar aan variabel setpoint
Regelaar
Versterker
Motor
Terugkoppeling proceswaarde Y
Setpoint
![Page 4: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/4.jpg)
Wat is servotechniek
Het voorvoegsel servo komt van het latijnse servus, dat slaaf of dienaar betekent
Het volgen of uitvoeren van een opdracht
![Page 5: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/5.jpg)
ServusHet volgen of uitvoeren
van een opdracht
Positioneer module
Gewenste waarde
Servoversterker
Servomotor
![Page 6: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/6.jpg)
Aandrijfsystemen
Tandriemaandrijving Aandrijving via reductor op de as
Spindelaandrijving Aandrijving met reductor of direct op de as
Combinatie maakt baanbesturing Bewegingen in X – Y – Z richting
![Page 7: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/7.jpg)
Benodigdheden servosysteem
Spindelapplicatie met geleider
PC met servo setup software
ServoversterkerControllerPLC besturing
Servomotor
ReductorEncoder
Klemmenstrook
Klemmenstrook
Ingangen
Uitgangen
Limit switch Limit switch
![Page 8: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/8.jpg)
Positioneermodulen
Analoge besturing Puls besturing Netwerkmodulen
Positioneer
moduleNetwerk Commando’s
Servo
versterkerPulstrein
Analoog
![Page 9: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/9.jpg)
Externe I/O
Boormachine
Servo
motor
Product
Start/Stop
Bedieningspaneel
Bediening als Start, Stop, Pauze etc
Sensor
Eindschakelaars, benaderingsschakelaars etc
Lichtscherm gekoppeld aan de noodstop
Beveiligingen als Noodstop, Terugloop etc
Sensor
Signalen als Ready, Cycle End etc
![Page 10: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/10.jpg)
Servoversterker
Zorgt voor omzetten positioneersignaal Zet pulstrein of commando’s via een netwerk om in een
geschikte voedingsspanning voor de servomotor
Controleert acties d.m.v. - Encodersignaal
- Spanning- / stroommeting
- Autotuning (automatische parameterinstelling)
- Notch filters (onderdrukken machinetrillingen)
![Page 11: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/11.jpg)
Opbouw Servoversterker
L1
L2
L3
CUzR
V
+
-
V1 V3 V5
V2 V4 V6M Last
Besturingselectronica
Sturing / regeling / bewaking / communicatie
Terugkoppeling
Gewenste waarde
Communicatie BUS
Gelijkrichter
Energie opslag
Rem chopper
DC-sturingTussenkring
![Page 12: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/12.jpg)
DC-sturing
T1
T2
T3
T4
T5
T6
+
-
A
BC
N
Iab
Iac
Ibc
![Page 13: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/13.jpg)
Servomotoren
Stappenmotoreenvoudig - goedkoop - niet nauwkeurig - laag rendement
DC servomotorVoorloper servotechniek - onderhoudsgevoelig - lage toerentallen
AC servomotorhoog toerental/startkoppel - onderhoudsvrij - hoog thermisch te belasten
![Page 14: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/14.jpg)
Stappenmotor
VoordelenKleine afmetingen
Goedkope aansturing (open-loop)
Redelijke nauwkeurigheid
Houdkoppel aanwezig
NadelenLaag rendement
Beperkte snelheid en koppel
Resonantie verschijnselen
Last heeft invloed op nauwkeurigheid
![Page 15: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/15.jpg)
DC Servomotor
Geen voordelen meerWas voor zeer grote vermogens
Voorloper van servotechniek
NadelenOnderhoudsgevoelig
Koolborstels
Voeding voor gelijkspanning
Dure motoren
Geen hoge toerentallen mogelijk
![Page 16: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/16.jpg)
AC Servomotor
VoordelenKleine massatraagheidHoog toerental mogelijkSnelle koppelopbouwHoge thermische belasting mogelijkWeinig tot geen onderhoudGedrag als synchrone motorCompacte uitvoering
Geen nadelen meer
- Kooiankermotoren- Sleepringankermotoren- Permanentmagneetmotoren
![Page 17: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/17.jpg)
Encoder
Om de stand van de rotor, de draairichting en hettoerental van de servomotor naar de besturing terug te koppelen worden encoders toegepast
Digitale opnemer Meerdere signalen mogelijk Snelheid Richting Nulpunt of markeerpuls
etc
![Page 18: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/18.jpg)
Het bakfiets principe
Accelereren Aanloopkoppel (piekkoppel) Bedrijfkoppel Decelereren Remkoppel
![Page 19: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/19.jpg)
Eigenschappen vaneen servosysteem
Massatraagheidsmoment (inertia) J in kgm2
Acceleratie- en deceleratietijd t in seconden Benodigd koppel Τ in Nm De reductie overbrenging i in aantal stappen Asbelasting M in Nm
![Page 20: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/20.jpg)
Massatraagheidsmoment(Inertia)
Stel: Beide voorwerpen hebben een massa van 125 kg
Massatraagheid A = ½ x m x r2 = ½ x 125 kg x (0,5 m)2 = 15,6 kgm2
Massatraagheid B = ½ x m x r2 = ½ x 125 kg x (0,25 m)2 = 3,9 kgm2
Aandrijfschijf A Aandrijfschijf B
100 cm 50 cm
2 cm
8 cm
![Page 21: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/21.jpg)
Acceleratie en deceleratie
Piekkoppel Tp = Taandrijf + Tversnelling
n = aantal omwentelingen per minuut
J = massatraagheidsmoment in kgm2
ta = aanlooptijd of versnellingstijd in sec
Taandrijf = Koppel dat de wrijving overwint (Nm)
Tversnelling =2 x π x n x J
(Nm)60 x ta
![Page 22: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/22.jpg)
Voorbeeld piekkoppel
Stel: Een servosysteem moet in een aanlooptijd ta = 2,1 sec
een totale massatraagheid J = 0,05 kgm2 versnellen van
0 omw/min naar 2000 omw/min. Het aandrijfkoppel Ta is 1,5 Nm
Wat is het piekkoppel Tp?
Tversnelling =2 x π x n x J
=2 x 3,14 x 2000 x 0,05
= 5 Nm60 x ta 60 x 2,1
Tp = Ta + Tv = 1,5 + 5 = 6,5 Nm
Tpiek = Taandrijf + Tversnelling
![Page 23: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/23.jpg)
Effectief koppel
Acceleratie
In bedrijf
Deceleratie
ttotaal
t1 t3t2
t sec
T Nm
1
2
3
4
5
6
-4
-3
-2
-1
0
1 3 4 9 105 11 12 132 76 8 14 1615 17
![Page 24: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/24.jpg)
Effectief koppel
Het effectieve koppel Trms van de servomotor berekenenwe met de volgende formule:
T1 = koppel gedurende de tijd t1;
T2 = koppel gedurende de tijd t2
T3 = koppel gedurende de tijd t3
Trms =T1
2 x t1 + T22 x t2 + T3
2 x t3
ttotaal
![Page 25: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/25.jpg)
Voorbeeld effectief koppel
Stel: Een servosysteem heeft een koppelprofiel zoals
afgebeeld in de grafiek.
Wat is het effectieve koppel Trms?
ttotaal
T12 x t1 + T2
2 x t2 + T32 x t3Trms =
14 = 3,34 Nm
6,52 x 2 + 1,52 x 4 + -3,52 x 2Trms =
![Page 26: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/26.jpg)
Reductor
Omzetten toerental en koppel Uitgaande as draait x maal trager Positioneren wordt x maal nauwkeuriger
Coaxiaal
PlanetairCyclo
![Page 27: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/27.jpg)
Voorbeeld reductor
Stel: Het aandrijfkoppel van een servomotor is 6 Nm en
het toerental is 1000 omw/min. De reductieverhouding
is 5:1.
Wat is het toerental en het koppel van de uitgaande as?
Toerental =Toerental
=1000
= 200 omw/mini 5
Koppel = i x T = 5 x 6 = 30 Nm
![Page 28: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/28.jpg)
Reductie mogelijkheden
Naast tandwiel- en cyclokasten zijn er ook
Andere manieren om het toerental te reduceren.
Oplossingen kunnen zijn:Diameter A is 2 maal diameter B
4 omwentelingen van B is 1 omwenteling van AVerhouding i = 4 : 1
Snaar- of tandriemaandrijvingen
Overbrengverhouding is afhankelijk van de spoed van
de spindel
Spindelaandrijvingen
![Page 29: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/29.jpg)
Verhouding tussenmassatraagheid aandrijvingen : last
Bij een servo-aandrijving moet er tussen de massatraagheid
van de aandrijving (plus eventuele reductiekast) en de last een
bepaalde verhouding bestaan, afhankelijk van de toepassing.
1 : 1 Extreem hoog dynamisch gedrag (Ultra-low inertia)
Robots, ponsapparaten etc 1 : 5 Middel dynamisch gedrag (Low inertia)
Verpakkings- en bewerkingsmachines 1 : 10 Laag dynamisch gedrag (Medium/flat inertia)
Handling van delicate producten zoals planten etc
![Page 30: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/30.jpg)
Asbelasting
Radiale belasting
De kracht die loodrecht op de as staat
Axiale belasting
De kracht die in de lengterichting van de as optreedt
Bij het overschrijden van één van deze maxima zal beschadiging optreden.
Radiale belasting
Axiale belastingAs
![Page 31: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/31.jpg)
Vragen?
![Page 32: Mitsubishi Electric Wat is servotechniek?](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022061602/5681461a550346895db323dc/html5/thumbnails/32.jpg)
Plain Talk Practical Solutions