選擇高減振能力橡膠型聯軸器XG2的5個理由

提高生產效率的關鍵!2分鐘即可了解縮短整定時間的秘密 ※帶語音

伺服系統高速化的關鍵是什么?

1.縮短整定時間

通過提高伺服馬達的極限增益,可縮短整定時間。

2.抑制速度偏差

可抑制因誤差調整量而產生的速度偏差和扭矩偏差。

3.抑制振動

阻尼比高,可迅速吸收振動。

4.靜音性

可實現引動器驅動的低噪音化。

5.高扭矩

與膜片型和狹縫型相比,可在高扭矩下使用。

1. 生產效率提高(伺服馬達驅動時)

生產效率與整定時間

在使用伺服馬達和引動器的生產設備中,使伺服馬達和引動器按照程序指令動作,有助于提高生產效率。但是,實際的動作相對于指令往往會出現滯后,想要使引動器在指定位置停止時,停止動作會晚于停止指令。這種滯后稱為整定時間。

如果引動器不完全停止,則無法轉入下一工序。因此,為了提高生產效率,縮短整定時間非常重要。

伺服馬達的增益和整定時間

伺服馬達的增益是表示所執行的動作與指令的接近程度的指標。提高增益后可縮短整定時間,但如果增益過高,則會發生共振,從而導致伺服馬達失控。為了在抑制共振的同時提高馬達的增益,必須對伺服馬達的各參數進行微調。然而,由于彈性部使用金屬的膜片型等聯軸器在提高增益時容易發生共振,因此有時很難通過參數的微調來提高增益。

發生共振時,為了提高旋轉系統的剛性,建議更換使用剛性更高的聯軸器。但實際上,有時僅更換聯軸器很難提高包括滾珠絲杠在內的旋轉系統整體的剛性,即使更換為膜片型等高剛性聯軸器也可能沒有效果。

高減振能力橡膠型

  • XGT2
  • XGL2
  • XGS2
  • XGT-C
  • XGL-C
  • XGS-C
  • 高減振能力橡膠型可在增益高于膜片型的情況下使用,從而縮短整定時間。
    此外,由于具有優異的減振性能,可減少煩瑣的參數調整作業,以更短的時間對引動器進行最佳調整。

    高減振能力橡膠型比膜片型更能提高伺服馬達增益的原因,可從波特圖看出。與波特圖相位延遲-180°的點的0dB之間的增益幅度稱為增益裕量,與折點頻率的180°之間的相位幅度成為相位裕量。

    一般來說,伺服系統中的增益裕量大致為10-20dB,相位裕量大致為40-60°。如果提高伺服馬達的增益,則增益裕量將減小。如果增益裕量在10dB以下,則容易發生共振。與膜片型的極限增益相比,高減振能力橡膠型有較大的增益裕量,增益裕量超過10dB。因此,與膜片型相比,更能提高伺服馬達的增益。更提高增益裕量,要求聯軸器具有高阻尼比與高動態剛性。

    膜片型極限增益時的增益裕量
    • 高減振能力橡膠型:17.40dB
    • 膜片型:9.90dB
    • 2. 和膜片型的比較

      高減振能力橡膠型與膜片型的阻尼比

      高減振能力橡膠型的阻尼比遠遠高于膜片型,可迅速吸收振動。

      高減振能力橡膠型與膜片型的動態剛性

      高減振能力橡膠型的動態剛性不低于膜片型

      動態剛性(N?m/rad) = 振動扭矩(N?m) / 固有頻率fn時的振幅 (rad)

      高減振能力橡膠型(XG2系列/XG系列)與膜片型聯軸器的比較

      使用了伺服馬達與引動器的右述試驗,證實了以下事項。

      整定時間
      增益相同時,不會因聯軸器而產生差異。要縮短整定時間,使用可提高增益的高減振能力橡膠型。尤其是XG2系列,比使用膜片型更有效。
      定位精度?重復定位精度
      不會因增益或聯軸器而產生差異。
      超調量
      如果提高增益,超調量則會增大;增益相同時,XG2系列的超調量最小。

      XG2系列的伺服馬達增益可設定得比以往的XG系列高,從而縮短整定時間。

      整定時間、定位精度以及超調量測量

      試驗裝置
      • 促動器:MCM08 日本精工(株)制 *滾珠絲杠導程10mm
      • 伺服馬達:HF-KP13 三菱電機(株)制
      試驗條件
      • 馬達轉速 :3000min-1
      • 加減速時間 :50ms
      • 工件負荷 :3.0kg
      • 負載轉動慣量比:3.5
      試驗動作
      正轉(1rev)→停止(500ms)→反轉(1rev)
      試驗方法
      通過位移傳感器計測工件的動作,測量工件移動量及整定時間。

      測定結果

      增益   XG2系列
      XGT2  XGL2 XGS2
      XG系列
      XGT-C  XGL-C XGS-C
      膜片型 考察
      25 整定時間(ms) 12 12 12 膜片型可使用的增益上限值。
      XG系列與XG2系列可正常使用。
      定位精度(mm) 0.002 0.002 0.002
      重復定位精度(mm) ±0.001 ±0.002 ±0.002
      超調量(μm) 0.4 0.9 0.6
      27 整定時間(ms) 8 8 發生共振 XG系列可使用的增益上限值。
      XG2系列可正常使用。
      膜片型因發生共振而無法使用。
      定位精度(mm) 0.002 0.003
      重復定位精度(mm) ±0.002 ±0.002
      超調量(μm) 0.6 1
      32 整定時間(ms) 3 發生共振 發生共振 膜片型與XG系列因發生共振而無法使用。
      XG2系列可正常使用。
      定位精度(mm) 0.003
      重復定位精度(mm) ±0.001
      超調量(μm) 1.7

      3. 耐久性?溫度特性

      因使用次數而引起的性能變化

      試驗方法(1)

      在向聯軸器施加常用扭矩的同時使其向某一方向旋轉,測量阻尼比與動態剛性。

      試片

      XGT2-25C-12×12

      旋轉10000萬圈之后,阻尼比與動態剛性無較大變化。

      試驗方法(2)

      在單軸引動器上安裝馬達與聯軸器,使工件往復運動,測量阻尼比與動態剛性。

      試驗裝置
      促動器:BG46 日本軸承(株)制 ※滾珠絲杠導程10mm
      伺服馬達 :HF-KP13 三菱電機(株)制
      試片
      XGT-25C-12×12
      試驗條件
      • 馬達轉速 :3000min-1
      • 加減速時間 :10ms
      • 工件負荷 :3.0kg
      • 負載轉動慣量比:3.5
      試驗動作
      正轉(10rev) → 反轉(10rev) 重復該動作。
      行程100mm、總移動距離4400km
      試驗方法
      測量試驗前后的聯軸器阻尼比與動態剛性。
      阻尼比與動態剛性的測定結果
        試驗前 試驗后
      阻尼比 0.07 0.07
      動態剛性 (N?m/rad) 330 330

      即使總移動距離達到4400km后,聯軸器的性能也無變化。

      因溫度引起的性能變化

      試驗方法
      將聯軸器放在指定的環境溫度下4小時,測量阻尼比與動態剛性。
      試片
      XGT2-25C-12×12、XGT-25C-12×12

      如果溫度上升,阻尼比與動態剛性則會下降。XGT2的阻尼比與動態剛性在整個溫度范圍內都高于XGT。

      4. 抑制速度偏差(步進馬達驅動時)

      試驗裝置
      馬達:α step AR66AK-1 東方馬達(株)制
      • 設定電圧――DC24V
      • 分解能――1000p/r
      • 慣性力矩――1250×10-7kg?cm2
      編碼器 :RD5000?。ㄖ辏┠峥抵?
      駆動條件
      起動速度 :60min-1
      驅動速度 :900min-1
      旋轉角度 :1800°
      加減速時間:0.1s

      高減振能力橡膠型有助于抑制恒速旋轉時的速度偏差。

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