Da bismo razgovarali o krutosti, prvo govorimo o krutosti.
Krutost se odnosi na sposobnost materijala ili strukture da se odupre elastičnoj deformaciji kada je podvrgnuta sili i predstavlja težinu elastične deformacije materijala ili strukture. Krutost materijala obično se mjeri njegovim modulom elastičnosti, E. U makroskopskom području elastičnosti, krutost je proporcionalni koeficijent proporcionalan opterećenju dijela i pomaku, to jest sili koja je potrebna da izazove jedinični pomak, i njezina recipročna veličina naziva se savitljivost, odnosno pomak izazvan jediničnom silom. Krutost se može podijeliti na statičku krutost i dinamičku krutost.
Krutost (k) strukture je sposobnost elastomera da se odupre deformaciji i istezanju. k=P/δ, gdje je P stalna sila koja djeluje na konstrukciju, a δ je deformacija uslijed sile.
Rotacijska krutost (k) rotacijske strukture je: k=M/θ gdje je M primijenjeni moment, a θ kut rotacije.
Na primjer, znamo da je čelična cijev relativno tvrda i općenito deformirana vanjskom silom, dok je gumena traka mekša, a deformacija uzrokovana istom silom je relativno velika, tada kažemo da je krutost čelične cijevi jaka, a krutost gumene trake je slaba, odnosno njena snažna fleksibilnost.
U primjeni servo motora, uporaba spojki za povezivanje motora i opterećenja je tipična kruta veza; dok je uporaba sinkronih remena ili remena za povezivanje motora i opterećenja tipična fleksibilna veza.
Krutost motora je sposobnost osovine motora da se odupre vanjskim smetnjama zakretnog momenta, a možemo prilagoditi krutost motora u servo kontroleru.
Mehanička krutost servo motora povezana je s njegovom brzinom odziva. Općenito, što je veća krutost, to je veća brzina odziva. Međutim, ako je podešen previsoko, lako je izazvati mehaničku rezonanciju motora. Stoga postoje ručna podešavanja općih parametara servo pojačala. Opciju frekvencije odgovora potrebno je prilagoditi prema točki rezonancije stroja, što zahtijeva vrijeme i iskustvo (zapravo, podešava se parametar pojačanja).
U načinu rada položaja servo sustava, primjenjuje se sila koja skreće motor. Ako je sila velika, a kut otklona mali, smatra se da je krutost servo sustava velika, u suprotnom, krutost servo sustava smatra se slabom. Imajte na umu da je krutost ovdje zapravo bliža konceptu brzine odziva. Sa stajališta kontrolera, krutost je zapravo parametar sastavljen od petlje brzine, petlje položaja i konstante vremenskog integrala, a njezina veličina određuje brzinu odziva stroja.
Zapravo, ako pozicioniranje ne mora biti brzo, sve dok je pozicioniranje točno, kada otpor nije velik, krutost je niska, a pozicioniranje također može biti točno, ali vrijeme pozicioniranja je dugo. Budući da je pozicioniranje sporo ako je krutost niska, postojat će iluzija netočnog pozicioniranja kada su potrebni brzi odgovor i kratko vrijeme pozicioniranja.
Inercija opisuje inerciju gibanja objekta, a rotacijska inercija je mjera inercije rotacije objekta oko osi. Moment inercije povezan je samo s radijusom rotacije i masom tijela. Općenito, inercija opterećenja premašuje 10 puta inerciju rotora motora, a inercija se može smatrati velikom.
Rotacijska inercija tračnice i vodećeg vijka ima veliki utjecaj na krutost pogonskog sustava servo motora. Pod fiksnim pojačanjem, što je veća rotacijska inercija, veća je krutost i lakše je uzrokovati podrhtavanje motora; što je manja rotacijska inercija, to je manja krutost i manja je vjerojatnost da će se motor tresti. . Moment inercije može se smanjiti zamjenom vodilice i glavnog vijka s manjim promjerom kako bi se smanjila inercija tereta tako da motor ne vibrira.
Znamo da pri odabiru servo sustava, osim razmatranja parametara kao što su okretni moment i nazivna brzina motora, također moramo prvo izračunati tromost mehaničkog sustava pretvorenog u osovinu motora, a zatim prema stvarnom radnim zahtjevima stroja i kvaliteti izratka. Zahtjevi za poseban odabir motora s odgovarajućom veličinom inercije.
Tijekom otklanjanja pogrešaka (u ručnom načinu rada), ispravno postavljanje parametra omjera inercije pretpostavka je da se u potpunosti omogući najbolja izvedba mehaničkog i servo sustava.
Dakle, što je točno "usklađivanje inercije"?
Zapravo, nije teško razumjeti, prema drugom zakonu stoke:
Zakretni moment koji zahtijeva sustav napajanja=moment inercije sustava J × kutno ubrzanje θ
Kutno ubrzanje θ utječe na dinamičke karakteristike sustava. Što je θ manji, to je duže vrijeme od izdavanja naredbe kontrolera do završetka izvršenja sustava, a odgovor sustava je sporiji. Ako se θ promijeni, odziv sustava bit će brz i spor, što će utjecati na točnost obrade.
Nakon odabira servo motora, maksimalna izlazna vrijednost se ne mijenja. Ako se očekuje da će promjena θ biti mala, J bi trebao biti što manji.
U gornjem, moment tromosti sustava J=moment tromosti rotacije servo motora JM plus moment tromosti opterećenja JL pretvoren iz osovine motora.
Inercija opterećenja JL sastoji se od inercije radnog stola, učvršćenja postavljenog na njemu, obratka, vijka, spojke i drugih linearnih i rotacijskih pokretnih dijelova pretvorenih u inerciju osovine motora. JM je inercija rotora servo motora. Nakon odabira servo motora, ova vrijednost je fiksna vrijednost, dok se JL mijenja s opterećenjem obratka. Ako želite da stopa promjene J bude manja, bolje je da udio JL bude manji.
Ovo je "podudaranje inercije" u popularnom smislu.
Općenito govoreći, motor s malom inercijom ima dobre performanse kočenja, brz odgovor na pokretanje, ubrzanje i zaustavljanje, te dobru recipročnost pri velikoj brzini, što je prikladno za neke prilike s malim opterećenjem i pozicioniranjem pri velikoj brzini. Motori sa srednjom i velikom inercijom prikladni su za prilike s velikim opterećenjima i visokim zahtjevima stabilnosti, kao što su neki mehanizmi kružnog gibanja i neke industrije alatnih strojeva.