서보 드라이브란 무엇입니까? 서보 드라이브는 어떻게 작동하나요?
서보 드라이브 - 서보 모터는 피드백 원리에 따라 작동하는 전기 모터입니다. 엔진 로터에서 회전은 기어박스를 통해 제어 메커니즘으로 전달되고, 피드백은 회전 각도를 제어하는 센서에 연결된 제어 장치에 의해 제공됩니다.
서보 모터는 정밀한 위치가 요구되는 요소의 선형 및 각도 이동을 제공하기 위해 자동차에 사용됩니다. 서보 드라이브의 작동 원리는 제어 신호를 실행하기 위해 전기 모터의 작동을 조정하는 것을 기반으로 합니다.
서보 드라이브 - 구성 및 목적
제어 신호가 모터 출력축이 회전하는 각도를 지정하면 이를 인가 전압으로 변환합니다. 피드백을 위해 모터의 출력 특성 중 하나를 측정하는 센서가 사용됩니다. 센서에 의해 수집된 판독값은 제어 장치에 의해 처리된 다음 서보모터의 작동이 조정됩니다.
서보 드라이브의 설계는 전기 기계 장치로 구성되며 그 요소는 하나의 하우징 내부에 있습니다. 서보 드라이브에는 기어박스, 전기 모터, 제어 장치 및 센서가 포함됩니다.
서보 드라이브의 주요 특징은 작동 공급 전압, 토크, 회전 속도, 특정 모델에 사용되는 재료 및 디자인입니다.
서보 드라이브 - 설계 및 작동 기능
최신 서보는 속이 빈 로터와 코어라는 두 가지 유형의 전기 모터를 사용합니다. 코어 모터에는 권선이 있는 회전자와 그 주위에 배치된 DC 자석이 있습니다. 이러한 전기 모터의 특징은 진자가 회전할 때 진동이 발생하여 각도 운동의 정확성이 감소한다는 것입니다.
속이 빈 로터가 있는 모터에는 이러한 단점이 없지만 복잡한 생산 기술로 인해 가격이 더 비쌉니다.
회전 속도를 줄이고 출력 샤프트의 토크를 높이려면 서보 드라이브 기어박스가 필요합니다. 많은 서보 기어박스에는 스퍼 기어, 폴리머 재료 및 금속으로 만든 기어가 포함됩니다. 금속 기어박스는 높은 비용이 특징이지만 동시에 강도와 내구성으로 구별됩니다.
필요한 작동 정밀도에 따라 서보는 플라스틱 부싱이나 볼 베어링을 사용하여 하우징을 기준으로 출력 샤프트를 정렬할 수 있습니다.
서보 드라이브는 사용되는 제어 장치 유형(아날로그 또는 디지털)도 다릅니다. 디지털 블록은 서보 드라이브의 주요 요소에 대한 보다 정확한 위치 지정과 더 빠른 응답 속도를 제공합니다.
서보 모터는 DC/AC나 스테퍼 모터처럼 연속적으로 회전하지 않고 특정 위치로 이동하며 이를 유지하는 전기 기계식 드라이브의 일종이다. 지속적인 회전이 필요하지 않은 곳에 사용됩니다. 서보 드라이브는 특정 위치로 이동한 후 정지하고 그 위치를 유지해야 하는 곳에 사용됩니다..서보 모터의 가장 일반적인 용도는 항공기 및 보트 등의 방향타 위치를 제어하는 것입니다. 서보는 스티어링 휠이 360도 회전할 필요가 없고 바퀴처럼 연속적인 회전이 필요하지 않기 때문에 이러한 분야에 효과적으로 사용됩니다. 서보 드라이브는 피드백 메커니즘도 사용하므로 위치 지정 중에 오류를 처리하고 수정할 수 있습니다. 그러한 시스템을 이라고 합니다. 추적. 따라서 공기 흐름이 스티어링 휠에 압력을 가해 방향을 바꾸면 서보는 반대 방향으로 힘을 가해 오류를 수정하려고 합니다. 예를 들어 서보에게 가서 30도에서 잠기라고 지시하면, 그런 다음 손으로 돌리려고 하면 서보는 힘을 극복하고 지정된 각도를 유지하려고 시도합니다.
서보 드라이브는 RC 자동차, 로봇 공학 등의 스티어링 휠을 제어하는 데에도 사용됩니다.서보에는 여러 유형이 있지만 여기서는 다음 사항에 중점을 두겠습니다.소위 말하는 작은 서보취미. 시간obby 모터 및 그 제어 메커니즘하나의 블록으로 만들어졌습니다.연결은 3개의 연결선을 사용하여 이루어집니다.. 우리는 서보를 사용할 것입니다후타바S3003.
FutabaS3003 배선.
1.RED -> 위치 제어, 전원 공급 장치 +4.8V ~ 6V
2.블랙->그라운드
3.흰색 -> 제어 신호.
서보 드라이브 제어.
마이크로컨트롤러의 도움으로 서보를 쉽게 제어할 수 있으며 외부 드라이버가 필요하지 않습니다. 제어 신호를 제공하기만 하면 서보는 주어진 각도로 위치를 지정합니다. 제어 신호의 주파수는 일반적으로 다음과 같습니다. 50hz(즉, 20ms의 주기), 펄스 지속 시간은 각도를 지정합니다.
을 위한 후타바S3003다음 동기화를 알아냈습니다.펄스 폭과 서보 회전 각도 사이의 관계는 다음과 같습니다. 이 서보는 0도에서 180도 사이에서만 회전할 수 있습니다.
- 0.388ms= 0도.
- 1.264ms= 90도.
- (중립 위치) 2.14ms= 180도.
서보 모터 제어.
PWM 기능이 있는 AVR 마이크로 컨트롤러를 사용하여 서보 모터를 제어할 수 있습니다. 이런 방식으로 PWM은 자동으로 서보 잠금 신호를 생성하고 컨트롤러의 CPU는 다른 작업을 위해 해제됩니다.PWM을 구성하고 사용하는 방법을 이해하려면 AVR의 하드웨어 타이머 및 PWM 모듈에 대한 기본 지식이 있어야 합니다.
여기서는 AVR 타이머 모듈을 사용하겠습니다.이는 16비트 타이머 두 개의 PWM 채널(A 및 B)이 있습니다.
CPU 주파수는 16MHz이며, 이 주파수는 대부분의 AVR이 작동할 수 있는 최대 주파수입니다. 또한 주파수 분배기를 64로 사용합니다.따라서 타이머는 16MHz/64 =250khz(4μs)가 됩니다. 타이머를 모드 14로 설정하세요.
모드 14의 타이머 기능
- 빠른 PWM 모드
- 티 T OP 가치 = ICR1
따라서 ICR1A = 4999를 설정하면 PWM 주기는 20ms(50Hz)가 됩니다. 출력 모드가 올바른 설정인 COM1A1, COM1A0(PWM 채널용) 및 COM1B1, COM1B0(PWM 채널 B용)으로 설정되어 있는지 확인하세요.
COM1A1= 1 및 COM1A0 = 0(PWM 소스)
COM1B1= 1 및 COM1B0 = 0(PWM 채널 B)
이제 OCR1A 및 OCR1B 레지스터를 설정하여 듀티 사이클을 설정할 수 있습니다. 이 두 개의 PWM 주기 제어 레지스터타이머 주기가 4μs이기 때문에(16MHz를 64로 나눈 것을 기억하세요.) 서보를 특정 각도로 회전시키는 데 필요한 값을 계산할 수 있습니다.
§ 서보 각도 0도에는 0.388ms(388uS) 펄스 폭이 필요하므로 OCR1A 값 = 388us/4us = 97
§ 서보 각도 90도에는 1.264ms(1264uS)의 펄스 폭이 필요하므로 OCR1A 값 = 1264us/4us = 316
§ 서보 각도 180도에는 2.140ms(2140uS) 펄스 폭이 필요하므로 OCR1A 값 = 2140us/4us = 535
그래서 우리는 할 수있다값을 계산하다모든 각도에 대한 OCR1A(또는 두 번째 서보의 경우 OCR1B) OCR1x 값의 범위는 0~180도 각도에 대해 97~535입니다.
엔진 제어 프로그램.
AVR 마이크로컨트롤러와 함께 서보 모터를 사용하는 방법을 보여주는 데모 프로그램이 아래에 나와 있습니다. 프로그램의 동작은 매우 간단하며, 타이머와 PWM의 초기화부터 시작하는데, 처음에는 서보가 0도에 고정되었다가 90도로 이동하고 잠시 기다린 후 135도로 이동하고, 그리고 마지막으로 180도까지. 드라이브가 전원에 연결되어 있는 한 이 과정은 반복됩니다.
프로그램의 올바른 작동을 위한 매개변수.
- 낮은 퓨즈= 0xFF 및 하이 퓨즈= 0xC9
- 주파수 = 16MHz.
- 서보 모터스탬프 후타바 S3003.
- MCU는 AtMega32 또는 ATmega16 단일 칩 마이크로컨트롤러입니다.
계획
신청:
이번 강의에서는 서보의 설계와 작동 원리를 살펴보겠습니다. Arduino의 전위차계를 사용하여 서보 드라이브를 제어하기 위한 두 가지 간단한 스케치를 살펴보겠습니다. 우리는 또한 C++ 프로그래밍 언어의 새로운 명령을 배울 것입니다. 서보.쓰기, 서보.읽기, 서보.부착 Arduino를 통해 서보 및 기타 장치를 제어하기 위해 스케치에 라이브러리를 연결하는 방법을 알아보세요.
서보모터 장치(서보)
서보 드라이브(서보 모터)는 다양한 로봇 및 메커니즘 설계에 있어 중요한 요소입니다. 메커니즘의 움직임을 정밀하게 제어할 수 있는 피드백을 갖춘 정밀한 연주자입니다. 즉, 입력에서 제어 신호의 값을 수신하면 서보모터는 액추에이터의 출력에서 이 값을 유지하려고 노력합니다.
서보는 로봇의 기계적 움직임을 시뮬레이션하는 데 널리 사용됩니다. 서보 드라이브는 센서(속도, 위치 등), 기계 시스템의 드라이브 제어 장치 및 전자 회로로 구성됩니다. 장치의 기어박스(기어)는 금속, 탄소 또는 플라스틱으로 만들어집니다. 플라스틱 서보모터 기어는 무거운 하중과 충격을 견딜 수 없습니다.
서보모터에는 출력축에 연결된 전위차계가 내장되어 있습니다. 샤프트를 돌리면 서보 드라이브는 전위차계의 전압 값을 변경합니다. 보드는 입력 신호의 전압을 분석하고 이를 전위차계의 전압과 비교합니다. 결과 차이에 따라 출력과 전위차계의 전압이 동일해질 때까지 모터가 회전합니다.
펄스폭 변조를 이용한 서보 제어 Arduino에 서보를 연결하는 방법
Arduino에 대한 서보 드라이브의 연결 다이어그램은 일반적으로 다음과 같습니다. 검정색 와이어를 GND에 연결하고 빨간색 와이어를 5V에 연결하고 주황색/노란색 와이어를 PWM(Pulse Width Modulation)을 사용하여 아날로그 핀에 연결합니다. Arduino에서 서보 드라이브를 제어하는 것은 매우 간단하지만 서보의 회전 각도는 180°와 360°이므로 로봇 공학에서는 이를 고려해야 합니다.
이 강의에서는 다음 세부정보가 필요합니다.
- Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino 메가 보드;
- 빵판;
- USB 케이블;
- 서보 드라이브 1개;
- 전위차계 1개;
- "남성-남성" 및 "남성-남성" 와이어를 연결합니다.
첫 번째 스케치에서는 myservo.write(0) 명령을 사용하여 Arduino에서 서보를 제어하는 방법을 살펴보겠습니다. 표준 Servo.h 라이브러리도 사용할 것입니다. 위 사진의 다이어그램에 따라 Arduino 보드에 서보를 연결하고 완성된 스케치를 업로드하세요. void loop() 절차에서는 서보를 필요한 회전 각도와 다음 회전까지의 대기 시간으로 간단히 설정합니다.
Arduino의 서보 드라이브 스케치
#포함하다코드에 대한 설명:
- 표준 Servo.h 라이브러리에는 스케치를 크게 단순화할 수 있는 추가 명령 세트가 포함되어 있습니다.
- 여러 개의 서보를 Arduino에 연결할 때 혼란을 피하기 위해 Servo 변수가 필요합니다. 각 드라이브에 다른 이름을 할당합니다.
- Servo1.attach(10) 명령은 드라이브를 아날로그 출력 10에 바인딩합니다.
- 프로그램에서는 무효 루프 절차가 주기적으로 반복되므로 드라이브를 0-90-180도 회전하고 초기 위치로 되돌립니다.
전위차계를 이용한 서보 제어
Arduino Uno에 서보 및 전위차계 연결 Arduino를 사용하면 제어할 수 있을 뿐만 아니라 서보 드라이브의 판독값을 읽을 수도 있습니다. myservo.read(0) 명령은 서보 샤프트의 현재 회전 각도를 읽고 포트 모니터에서 이를 확인할 수 있습니다. Arduino의 전위차계를 사용하여 서보 드라이브를 제어하는 보다 복잡한 예를 살펴보겠습니다. 전위차계 회로를 구축하고 서보 제어 스케치를 업로드하세요.
전위차계가 있는 서보 스케치
#포함하다코드에 대한 설명:
- 이번에는 스케치의 서보 이름을 Servo 로 지정했습니다.
- Servo.write(analogRead(A0)/4) 명령은 서보 드라이브 샤프트에 대한 값을 전송합니다. 전위차계의 결과 전압을 4로 나누고 이 값을 서보 드라이브로 보냅니다.
- Serial.println(servo.read(10)) 명령은 서보 샤프트 각도를 읽고 이를 포트 모니터에 전달합니다.
서보모터는 구조 회전, 메커니즘 부품 이동 등 다양한 기능을 위해 다양한 Arduino 프로젝트에서 자주 사용됩니다. 서보모터는 일정한 회전각도를 유지하려고 끊임없이 노력하므로 전력소모 증가에 대비하시기 바랍니다. 이는 배터리나 충전식 배터리로 구동되는 자율 로봇의 경우 특히 민감합니다.
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자동 제어 시스템이 우리 일상 생활에 들어왔음에도 불구하고 모든 사람이 서보 드라이브에 대해 아는 것은 아닙니다. 그것은 무엇입니까? 고정밀의 동적 프로세스를 구현하는 시스템입니다. 이 장치는 필요한 속도, 위치 및 토크가 처리되도록 보장하는 모터, 센서 및 제어 장치로 구성됩니다.
서보 드라이브에는 다양한 증폭기와 컨트롤러가 포함되지만, 이 용어는 자동 시스템에서 음의 위치 피드백이 있는 전기 드라이브를 가리키는 데 더 일반적으로 사용됩니다. 기본은 제어 신호가 공급될 때 전기 모터의 작동을 조정하는 것입니다.
서보 드라이브는 어떻게 작동하나요?
장치의 설계와 작동을 고려하면 이해하기가 더 쉽습니다. 전기 기계식 서보 드라이브 장치는 하나의 하우징에 들어 있습니다. 그 특성은 설계, 작동 전압, 주파수 및 토크입니다. 센서 판독 값에 따라 컨트롤러 또는 마이크로 회로로부터 신호가 수신되어 서보 모터의 작동을 조정합니다.
가장 간단한 장치는 DC 모터, 제어 회로 및 전위차계입니다. 이 디자인은 출력 샤프트의 특정 이동 속도를 얻기 위해 기어 박스를 제공합니다.
제어 회로
서보 드라이브는 펄스 발생기 모드에서 NE555 타이머가 있는 간단한 회로를 사용하여 연결할 수 있습니다.
모터 샤프트의 위치는 가변 저항 R1에 의해 설정된 펄스 폭에 의해 결정됩니다. 신호는 발생기에서 지속적으로(예: 20ms마다) 공급되어야 합니다. 명령을 받으면(저항기 모터 이동) 기어박스의 출력축이 회전하여 특정 위치로 설정됩니다. 외부 영향에 노출되면 저항하고 제자리에 머물려고 노력합니다.
난방 시스템의 기계적 제어
서보 드라이브 - 그게 뭐야? 이는 바닥 난방 시스템에서 냉각수의 흐름을 조절하는 장치로 작동하는 것으로 잘 이해됩니다. 이 작업을 수동으로 수행하는 경우 가열 회로에 공급되는 온수의 흐름이 가변적이므로 수집기의 밸브를 계속 돌려야 합니다.
바닥 난방 시스템을 자동으로 조절하기 위해 다양한 장치가 사용됩니다. 가장 간단한 방법은 제어 밸브에 장착된 열 헤드입니다. 기계식 조정 손잡이, 스프링 메커니즘 및 푸셔에 연결된 벨로우즈로 구성됩니다. 온도가 상승하면 벨로우즈 내부의 톨루엔이 가열되어 팽창하고 밸브 스템을 눌러 닫힙니다. 냉각수 흐름이 차단되고 가열 회로에서 냉각이 시작됩니다. 미리 정해진 수준으로 냉각되면 벨로우즈가 밸브를 다시 열고 뜨거운 물의 새로운 부분이 시스템에 들어갑니다.
각 가열 회로에는 기계식 조절기가 설치되어 수동으로 조정되며 그 후 온도가 자동으로 일정하게 유지됩니다.
난방용 전기 서보 드라이브
보다 발전된 장치는 난방 또는 바닥 난방용 전기 서보 드라이브입니다. 여기에는 실내 공기 온도를 유지하는 상호 연결된 메커니즘 시스템이 포함됩니다.
난방 서보 드라이브는 벽에 장착된 온도 조절기와 함께 작동합니다. 전기 탭은 온수 바닥 매니폴드 앞의 공급 파이프에 설치됩니다. 그런 다음 연결이 이루어지고 220V 전원이 공급되며 온도 조절기에 원하는 모드가 설정됩니다. 시스템에는 두 개의 센서가 장착되어 있습니다. 하나는 바닥에 있고 다른 하나는 실내에 있습니다. 그들은 수도꼭지에 연결된 서보 모터를 제어하는 온도 조절 장치에 명령을 전송합니다. 기후 조건이 지속적으로 변화하고 실내 온도에 영향을 미치기 때문에 장치를 실외에 설치하면 제어 정확도가 더 높아집니다.
서보모터는 양방향 또는 삼방향 밸브를 제어합니다. 첫 번째는 난방 시스템의 냉각수 온도를 변경합니다. 서보 드라이브가 장착된 3방향 밸브는 온도를 일정하게 유지하지만 회로에 공급되는 온수의 흐름을 변경합니다. 여기에는 뜨거운 액체(공급 파이프라인)와 차가운 액체(반환)에 대한 2개의 입력이 포함되어 있습니다. 출구는 단 하나이며, 주어진 온도의 혼합물이 이를 통해 공급됩니다. 밸브는 흐름의 혼합을 보장하여 수집기로의 열 공급을 조절합니다. 입구 중 하나가 열리면 다른 입구가 닫히기 시작합니다. 이 경우 출력 유량은 일정하게 유지됩니다.
트렁크 리드 서보
현대 자동차는 대부분 트렁크가 자동으로 열리고 닫히는 방식으로 생산됩니다. 이를 위해서는 서보 드라이브의 설치가 필요합니다. 제조업체는 자동차에 이러한 옵션을 제공하기 위해 두 가지 방법을 사용합니다. 안정적인 옵션은 공압 드라이브이지만 더 비쌉니다. 전기 드라이브는 다음 중에서 선택할 수 있는 여러 가지 방법으로 제어됩니다.
- 리모콘으로;
- 운전석 도어 패널의 버튼;
- 트렁크 리드의 손잡이.
수동으로 여는 것이 항상 편리한 것은 아닙니다. 특히 겨울에는 자물쇠가 얼어붙을 수 있습니다. 트렁크 서보 드라이브는 잠금 장치와 결합되어 무단 진입으로부터 차량을 추가로 보호합니다.
이 장치는 외국 자동차에 사용되지만 원하는 경우 국내 모델에 설치할 수 있습니다. 전기 모터가 있는 드라이브를 사용하는 것이 바람직합니다.
자기판이 있는 장치도 있지만 더 복잡하고 자주 사용되지 않습니다.
가장 저렴한 것은 개봉 전용으로 설계된 전기 제품입니다. 이동에 장애물이 발생하면 꺼지는 관성 메커니즘을 갖춘 전기 모터로 구성된 트렁크 드라이브를 선택할 수 있습니다. 고가 모델은 뚜껑을 올리고 내리는 장치, 더 가까운 잠금 장치, 컨트롤러 및 센서로 구성됩니다.
트렁크리드 서보모터의 설치 및 조정은 공장에서 이루어지지만, 간단한 장치는 직접 설치도 가능합니다.
서보 드라이브 특성
장치는 아날로그 및 디지털 유형으로 제공됩니다. 드라이브는 외관상 다르지 않지만 드라이브 간의 차이는 상당합니다. 후자는 마이크로프로세서에 의해 제어가 수행되므로 명령 처리가 더 정확합니다. 서보용 프로그램이 작성되고 입력됩니다. 아날로그 장치는 미세 회로의 신호로 작동합니다. 그들의 장점은 간단한 장치와 저렴한 가격입니다.
선택을 위한 주요 매개변수는 다음과 같습니다.
- 영양물 섭취. 전압은 3개의 전선을 통해 공급됩니다. 흰색은 임펄스를 전송하고 빨간색은 작동 전압을 전송하며 검정색 또는 갈색은 중성입니다.
- 크기: 대형, 표준 및 마이크로 장치.
- 속도. 샤프트가 60°의 각도로 회전하는 시간을 결정합니다. 저렴한 장치의 속도는 0.22초입니다. 고속이 필요한 경우 0.06초가 됩니다.
- 순간의 규모. 토크가 낮으면 제어가 더 어려워지므로 매개변수가 우선순위입니다.
디지털 서보를 제어하는 방법은 무엇입니까?
드라이브는 프로그래밍 가능한 컨트롤러에 연결되며 그중 Arduino가 잘 알려져 있습니다. 보드와의 연결은 세 개의 전선으로 이루어집니다. 두 개의 공급 전압과 세 번째는 제어 신호를 전달합니다.
디지털 제어 서보 드라이브에 대한 지침은 전위차계의 판독값을 읽고 이를 숫자로 변환할 수 있는 간단한 프로그램이 컨트롤러에 제공되도록 합니다. 그런 다음 서보 샤프트를 지정된 위치로 회전시키는 전송 명령으로 변환됩니다. 프로그램은 디스크에 기록된 후 컨트롤러로 전송됩니다.
결론
서보 드라이브를 자세히 살펴보았습니다. 전기 모터 샤프트를 특정 위치에 회전시키고 유지해야 하는 다양한 프로세스의 자동화가 필요할 때 이것이 무엇인지 분명해질 것입니다. 이 장치는 아날로그 및 디지털 버전으로 제공됩니다. 후자는 높은 수준의 분해능, 높은 전력 및 위치 정확도로 인해 더 넓은 적용 범위를 찾았습니다.
현대 첨단 장비에는 샤프트의 회전 각도를 지속적으로 제어하고 전기 기계 장치의 속도를 제어하는 기능을 통해 지속적으로 동적 움직임을 허용하는 설계 요소의 사용이 포함됩니다. 이런 종류의 모든 문제는 서보모터를 사용하여 해결할 수 있습니다. 필요한 범위 내에서 효율적인 속도 제어가 가능한 전기 구동 시스템입니다. 이러한 유형의 장치를 사용하면 빈도가 높은 공정의 주기적인 반복성을 구현할 수 있습니다. 서보모터는 전기 구동을 위한 혁신적인 옵션이므로 기계 공학 및 기타 산업에서 널리 사용됩니다. 이러한 장치는 높은 작동 효율성과 낮은 소음 수준을 결합합니다.
서보 모터 설계
서보모터 설계에는 다음 요소가 필요합니다.
- 축차;
- 고정자;
- 스위칭용 부품(플러그 또는 터미널 박스)
- 피드백 센서(엔코더);
- 제어, 모니터링 및 수정 장치;
- 온오프 시스템;
- 하우징(케이스형 엔진의 경우)
브러시가 있거나 없는 기존 DC 및 AC 모터와 고려 중인 장치 간의 주요 설계 차이점은 회전자 속도, 토크 및 위치를 변경하여 이를 제어할 수 있다는 것입니다.
시스템을 사용하여 엔진을 켜고 끌 수 있습니다. 기계적인(저항기, 전위차계 등) 또는 전자(마이크로프로세서) 유형. 피드백 센서 데이터와 설정값을 릴레이를 통해 장치에 공급되는 전압과 비교하는 원리에 기초합니다. 또한 로터의 관성을 고려한 첨단 디자인으로 부드러운 가속과 제동이 가능합니다.
개념적으로 모든 서보모터는 정밀 위치 결정 시스템, 기계 및 장치용 고출력 액추에이터로 분류될 수 있습니다. 서보모터의 주요 임무는 액추에이터를 공간의 원하는 지점에 정확하게 위치시키는 것입니다.
작동 원리
서보모터 기능의 주요 측면은 시스템 내 작동 조건입니다. G 코드, 즉 특수 프로그램에 포함된 제어 명령입니다. 예를 들어 이 문제를 생각해 보면 CNC, 그런 다음 서보 모터는 입력 전압 수준에 따라 전기자 또는 모터 여자 권선의 전압 값을 변경하는 변환기와 상호 작용하여 작동합니다. 일반적으로 전체 시스템은 CNC 랙을 사용하여 제어됩니다. X 좌표축을 따라 일정 거리를 이동하라는 명령이 랙에서 수신되면 랙의 디지털-아날로그 변환기 서브유닛에 특정 크기의 전압이 생성되어 지정된 드라이브에 전원을 공급합니다. 동등 어구. 서보 모터에서는 리드 스크류의 회전이 시작되어 엔코더와 기계의 실행 본체가 연결됩니다. 첫 번째에서는 스탠드에 의해 계산되는 임펄스가 생성됩니다. 이 프로그램은 인코더의 특정 수의 신호가 액추에이터의 특정 통과 거리에 해당하도록 제공합니다. 필요한 수의 펄스가 수신되면 아날로그 변환기는 0 출력 전압 값을 생성하고 서보모터는 정지합니다. 기계 작동 요소의 외부 영향으로 인해 변위가 발생하는 경우 랙에서 계산된 펄스가 인코더에 생성되고 불일치 전압이 드라이브에 적용되며 불일치 값이 0이 될 때까지 모터 전기자가 회전됩니다. 획득. 결과적으로 기계의 작동 요소가 주어진 위치에 정확하게 고정됩니다.
서보 모터의 종류
다른 장치와 마찬가지로 서보 모터도 여러 가지 디자인으로 제공됩니다. 이러한 유형의 제품은 다음과 같습니다.
- 수집기;
- 콜렉터리스.
장치는 직류 및 교류로 전원을 공급받을 수 있습니다. AC 서보모터는 상대적으로 저렴합니다. 비동기식 및 동기식 버전의 제품도 시중에 나와 있습니다. 동기식 버전에서는 제품 작동 중에 자기장의 이동이 회전자의 회전과 일치하므로 고정자에 대한 방향이 일치합니다. 비동기 장치는 공급 전류의 매개변수를 변경하여 제어됩니다(인버터를 사용하여 주파수 변경). 직류로 구동되는 서보모터에는 약어 DC가 표시되어 있습니다. 이 유형의 제품은 작동 중 안정성이 뛰어나므로 대부분의 경우 연속 작동용 장비에 사용됩니다.
서보 모터 사양
동기식 모터와 비동기식 모터의 작동 특성은 다소 다릅니다.
| 동기식 서보모터 | 비동기식 서보모터 |
| 작동 역학(정적 상태에서 동적 상태로 전환하는 속도)이 높습니다. | 그들은 직장에서 중간 및 높은 역 동성을 가지고 있습니다. |
| 높은 모멘트 기간 동안 관성 부하는 적당히 잘 조절됩니다. | 관성 부하의 최대 토크에서는 잘 조정됩니다. |
| 높은 과부하를 견딜 수 있습니다(장치 유형에 따라 최대 6Mn). | 과부하 능력은 그 값의 3배에 가까워지고 있습니다. |
| 샤프트 회전 속도의 전체 범위에 걸쳐 장시간 작동할 때 허용되는 열 부하의 한계가 높습니다. | 모터는 샤프트 회전 속도에 따라 달라지는 높은 열 부하를 견딜 수 있습니다. |
| 제품 냉각은 대류 기술을 사용하거나 특별히 설계된 방열판을 사용하거나 열복사를 통해 이루어집니다. | 메커니즘 부품의 냉각은 샤프트에 배치된 임펠러를 사용하거나 강제 수단을 통해 수행됩니다. |
| 고품질 샤프트 속도 제어. | 샤프트 속도는 높은 수준의 품질로 제어됩니다. |
| 저속에서 시동 토크로 장기간 작동이 가능합니다. | 높은 열 부하로 인해 강제 냉각 없이는 저속에서 장기간 작동이 불가능합니다. |
| 변환기(특성에 따라)를 사용하면 1~5000 이상의 범위에서 회전 속도를 조절할 수 있습니다. | 회전 속도는 1~5000 이상의 범위에서 효율성이 뛰어난 변환기에 의해 제어됩니다. |
| 저속에서는 토크 맥동이 관찰됩니다. | 작동 중에는 토크 맥동이 거의 없습니다. |
서보 모터 적용 분야
높은 역동성, 우수한 위치 정확도 및 서보 모터의 과부하에 대한 저항성으로 인해 다양한 활동 분야에서 사용됩니다. 이러한 제품의 대부분은 야금 산업, 와인딩 장치 제조, 압출기, 플라스틱 제품의 사출 성형용 메커니즘, 인쇄 및 포장 장비, 식품 산업 및 음료 생산 공정에서 사용됩니다. 이 장치는 또한 CNC 기계, 프레싱 및 스탬핑 장비, 자동차 생산 라인 등의 필수적인 부분입니다. 주요 초점서보 모터의 응용 분야는 피드 드라이브 및 위치 지정 공작 기계입니다. 디지털 프로그램 제어 시스템.
서보 연결
서보모터를 연결할 때에는 먼저 전원 케이블이 올바르게 연결되어 있는지 확인해야 합니다. 서보모터에는 두 그룹의 전선이 있습니다. 인코더의 전원(공급 장치) 및 와이어. 번들에는 3개의 전원선이 있으며 드라이버에 연결됩니다. 인코더의 전선은 드라이버의 COM 포트에 연결됩니다. 식품의 종류와 양은 제품의 종류에 따라 다릅니다.
대부분의 소형 서보에는 3개의 와이어가 있습니다. 1선은 공통, 1선은 양극, 3선은 속도 센서의 신호입니다. 이 공급 회로는 설계에 기어박스가 있는 저속, 저전력 서보에 일반적입니다.
제어 신호를 전송하려면 차폐된 꼬인 도체를 사용하는 것이 좋습니다. 전자기장으로 인한 간섭 가능성을 제거하기 위해 전원 케이블과 제어선을 나란히 배치할 필요가 없습니다. 최소 30cm의 거리에 위치해야 합니다.
서보 모터의 장점과 단점
서보 모터는 조용하고 부드럽게 작동합니다. 이는 신뢰할 수 있고 문제가 없는 제품이므로 중요한 액추에이터 제작에 널리 사용됩니다. 저속에서도 빠른 속도와 이동의 정밀도를 보장할 수 있습니다. 이러한 엔진은 앞으로 해결해야 할 작업에 따라 사용자가 선택할 수 있습니다. 단점은 모듈 비용이 높고 구성이 복잡하다는 점입니다. 서보 모터를 생산하려면 첨단 산업 장비가 필요합니다.
따라서 소비자는 향후 작동 조건에 가장 적합한 서보모터를 구입하여 신뢰성이 높고 기능이 뛰어난 액추에이터를 만들 수 있습니다.
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