 | Pobierz cały dokument naped.mechatroniczny.mechatronika.doc Rozmiar 414 KB |
Autor: Krzysztof Janeczek
Temat zadania: Układy napędowe i wzmacniacze. sensory, czujniki
i przetworniki
Napęd mechatroniczny
Typowe silniki elektryczne z reguły nie nadają się do bezpośredniego napędu organów
roboczych maszyn i urządzeń. Te ostatnie wymagają, ogólnie biorąc, małych
prędkości i dużych momentów obrotowych. Typowe silniki elektryczne charakteryzują
się czymś nam zupełnie przeciwnym - dużymi prędkościami i małymi
momentami obrotowymi. Istnieją wprawdzie silniki elektryczne wolnoobrotowe,
ale są one bardzo materiałochłonne, ciężkie i zajmują dużo miejsca. Racjonalnym
rozwiązaniem jest więc połączenie wysokoobrotowego silnika elektrycznego z
przekładnią, która redukuje kilkadziesiąt, a nawet kilkaset razy, prędkość kątową
silnika i jednocześnie o tyle samo razy zwiększa jego moment obrotowy. Rozwiązania
takie są znane od dawna i noszą nazwę motoreduktorów. Funkcje typowych
motoreduktorów są jednak zbyt ubogie (tylko zwiększanie momentu i zmniejszanie
prędkości), aby można je było stosować jako nowoczesne elektromechaniczne
urządzenia wykonawcze (nastawcze) w automatyce, czyli aktory. Aktory zaś, jak
wiemy z poprzedniego rozdziału, są dziś niezbędnym warunkiem szerokiej automatyzacji
najróżnorodniejszych procesów mechanicznych.
Co należy zrobić, aby motoreduktor mógł spełniać funkcje aktora? Poniżej spóbujemy
odpowiedzieć na to pytanie. Zaczniemy od ogólnej koncepcji napędu mechatronicznego.
Następnie omówimy koncepcję motoreduktora mechatronicznego oraz
przykład jej realizacji w postaci napędu przegubu robota. Przedstawimy przykład
sprzegła mechatronicznego. Na koniec pokażemy jak synchronizacja ruchów w
różnych zespołach maszyny, zapewniana dotychczas przez sztywne mechaniczne
połączenie wałów napędowych tych zespołów, może zostać zastąpiona synchronizacją
elektroniczną i jakie wynikają z tego korzyści.
Koncepcja ogólna
Napęd mechatroniczny składa się zwykle z silnika elektrycznego, reduktora o dużym
przełożeniu (>> 10:1), elektroniki cyfrowej i elektroniki mocy. Do tego dochodzi
oprogramowanie komputerowe. Obejmuje ono pliki do opisu dynamicznego
zachowania się regulatora, elektroniki mocy i mechaniki reduktora. Do elementów
systemu można zaliczyć także narzędzia oprogramowania, czyli różne programy do
projektowania i realizacji regulatora, za których pomocą można dopasowywać
strukturę kompensacji do całego systemu.
Reduktory o wysokim przełożeniu mają także cechy niepożądane − luz, tarcie,
podatność, błędy kinematyczne. Cechy te, zależnie od rodzaju reduktora, występują
 | Pobierz cały dokument naped.mechatroniczny.mechatronika.doc rozmiar 414 KB |