Jarrett直接驱动伺服力矩电机技术

2019-01-03 00:26 企业新闻

 

 
         传统伺服系统的机械传动一般带有齿轮、齿轮头、皮带/皮带轮或凸轮,它们连接在电机和负载之间。如果采用直接驱动技术(力矩伺服电机),则不需要机械传动,电机直接连接到负载。
 
         为什么要使用直接驱动技术?
 
         提高精度和可重复度
直驱伺服电机
         一个“高精度”行星齿轮头的背隙可以达到1弧分。对于绝对稳定驱动的电机,这可能使负载移动1弧分。Jarrett的标准直接驱动旋转(JDR)伺服电机的重复误差小于1弧秒。因此,直接驱动器电机的位置保持能力比传统电机/齿轮头好60倍。
 
         直接驱动技术提高了精度以后,可以使机器生产更高质量的产品:
 
         • 印刷套准更精确
 
         • 可以更精确地固定切割或进给长度
 
         • 与其它机器轴的协调更精确
 
         • 分度位置更准确
 
         • 避免了背隙所导致的问题
 
更大的带宽
 
         机械传动部件限制了机器的启动和停止速度,并限制了所需的整定时间。这些因素影响了机器可能的吞吐量。直接驱动技术消除了这些限制因素,可以实现更快地启动/停止操作,并显著缩短了整定时间。这样可以增加机器的吞吐量。根据直接驱动系统用户提供的数据,可以将吞吐量增加一倍。
直驱伺服电机
提高可靠性,不需要维护
 
         齿轮、皮带和其它机械传动部件可能会折断。如果不使用这些部件而使用JDR直驱电机,就可以提高机器的可靠性。在磨损比较严重的启动/停止应用系统中,齿轮头需要定期进行润滑和/或更换。皮带需要定期拧紧。在直接驱动器伺服电机中没有会随着时间磨损的部件,因而不需要维护。
 
部件更少
 
         对于直接驱动电机,只需要电机和安装螺栓即可。它们通常可以取代很多部件,其中包括托架、防护装置、皮带、皮带轮、张紧器、联轴器和螺栓,从而带来如下益处:
 
        • BOM上的部件更少。需要购买、安排、库存和控制的部件数量更少,要组装的部件也更少。
 
        • 对于采用机械传动的伺服设备,组装需要几个小时,对于JDR直驱伺服,则只需要几分钟。
 
        • 降低成本。虽然直接驱动电机的价格可能略高于相同转矩的电机/齿轮头,但是考虑到它不需要使用机械传统伺服系统的很多部件,并节约了所有额外部件的工作量,因而总体上仍然减少了成本。
 
无惯量匹配要求
 
         带有机械传动的伺服系统需要进行惯量匹配,这限制了折算后的负载惯量,使其不能超过电机惯量的五到十倍。如果不满足此限制条件,则会因为不稳定性问题而导致系统难以控制。因为机械传动系统有惯量匹配限制,所以机器设计者经常需要使用比刚好满足惯量匹配要求的电机规格更大的电机。
 
         而直接驱动技术则不需要采用这种定规方式。因为电机直接与负载相连,所以电机在负载的惯量为公共惯量。因此,在使用DDR的时候不需要进行惯量匹配。DDR应用的惯量比大于11,000:1。
 
降低噪音
 
         采用JDR直驱电机的机器噪音非常低,只有20dB,低于采用机械传动的相同机器。
 
以冲床给料机器为例说明模块化JDR技术如何改进机器性能
 
1、缩短组装时间
 
         最初机械传动系统的组装时间为4小时。而模块化JDR直驱电机的安装时间不到5分钟,从而显著节省了人工成本。
减少了部件数量最初机械传动系统带有2个托架、12个螺栓、2个皮带轮、2组螺钉、2个键、一个同步带、一个保护操作者不受同步带伤害的外壳、一个用于同步带的张力系统、以及电机/齿轮头。而在模块化DDR系统中,它们都可以用电机以及4个安装螺栓来取代,从而减少了要维护的部件数量,并降低了成本。
直驱伺服电机
提高了精度
 
         最佳行星齿轮头的背隙在1到2弧分。在齿轮头的整个使用寿命中,背隙会增加。模块化DDR系统则可以达到26弧秒的绝对精度以及0.7弧秒的重复精度。配备了模块化JDR的冲床给料机器给料精度可以达到+/-0.0005英寸,而采用机械传动的冲床给料机器的给料精度为0.002英寸。因此,使用模块化DDR系统可以将机器精度提高四倍。
 
提高了吞吐量
 
         模块化JDR直驱伺服系统的周期速率比机械传动高一倍。从而使机器的吞吐量加倍。
 
提高了可靠性,简化了维护
 
         模块化JDR直驱伺服系统不使用存在磨损,会随时间的推移发生变化或失灵的部件。传统传动系统使用的齿轮头容易磨损,背隙也会随着时间而增加。皮带和皮带轮会伸展,需要进行维护才能保持合适的皮带张力。在不使用这些部件的情况下,模块化JDR系统可以提高系统可靠性。
 
冲床给料实例
 
         齿轮头的使用寿命有限,尤其是在冲床给料等高标准循环操作应用中。在此机器上,必须每10,000个小时更换一次齿轮头,每2,000个小时张紧一次皮带。而模块化JDR直驱电机没有磨损部件,不需要维护,从而简化了机器的维护日程,降低了操作成本。
 
降低噪音
 
          与机械传动伺服系统相比,模块化DDR系统可以将噪音降低20dB。这样可以显著减少机器的总体噪音,其中包括因为部件磨损而导致齿轮和皮带发出噪音。更低的噪音意味着更高的机器品质。
 
降低总成本
 
          模块化JDR电机通常比类似的电机/齿轮头组合产品价格高20%。不过,因为不使用某些部件并节约了组装时间,所以模块化JDR解决方案的总成本通常更低。