凸輪分割器與伺服電機的連接方法及連接方式
自動化行內人都知道,凸輪分割器所實現是固定工位的間歇傳動,而伺服電機卻可以按實際的使用需求,實現任意點停止的定位,那么為什么工程師卻偏愛于凸輪分割器呢?想要了解這個問題,需要弄懂分割器與伺服電機的區別。 凸輪分割器,也叫間歇分割器。它是一種高精度的回轉裝置,有較高的回轉重復定位精度,它的結構包含入力凸輪、出力轉塔,箱體等結構,運動的原理,是在驅動源的作用下,由入力凸輪機構帶動出力轉塔,實現分度運動,由于凸輪的結構表面主要是較復雜的正弦加工曲面,當它與轉塔的滾子凸輪接觸后,實現了動停的機械動作。所以說,分割器所實現的間歇運動完全是由機械完成的,它的穩定性是其它任何非機械的設備所不及的。
伺服電機是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制,并能快速反應,在自動控制系統中,用作執行元件,且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是,當信號電壓為零時無自轉現象,轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。直流伺服需要電刷換向,使用的速度受限制,具有附加阻力,易產生磨損微料,而交流伺服控制較復雜,驅動器參數需要現場調整 PID 參數,電子線路較復雜。 凸輪分割器與伺服從扭矩上看,凸輪分割器要大于伺服電機,當然,在不需要大扭矩及較高精度的情況下,還是伺服占據一定的優勢。使用的穩定性上,凸輪分割器要好于伺服電機,具體的使用,要看自動化系統的實際選型需求,當然,有部分有經驗的工程師會取分割器與伺服電機之所長,由伺服電機來帶自動分割器,主要是要應用了分割器的高速穩定性和伺服的精準定位。 凸輪分割器在使用過程中,安裝是一個非常重要的步驟,由于分割器自身的特點決定了,它是幾個內部構件組成的,所以,無論在前期的安裝中,還是在后期的使用中,構件間的間隙大小,都會對產品的精度造成影響,安裝過程中的,各構件間的合理搭配,在使用中的磨損情況,都與前期的調整有很大的影響。
在凸輪分割器與電機的組合中,電機與輸入軸相連接的驅動方式有:皮帶輪傳動、鏈輪傳動、同步帶輪傳動、齒輪傳動、聯軸器傳動等。在運行的過程中,由于負荷的脈動,凸輪軸轉矩在一周中有正負變化,會造成傳動裝置的打滑,而且,凸輪的自身特性只有在凸輪軸以一定速度轉動時,它的作用才能得以發揮。這樣一來,凸輪軸旋轉的不穩定性會給分割器所加的轉矩造成影響,會使之明顯增大,給間歇運動造成很大影響,從而無法達到我們所需要的精度。 因此,無論從技術上,還是使用經驗上,凸輪軸與電機傳動輪上都不能用產生滑動的皮帶來作為傳動的媒介,而是用能產生脈動的鏈條和有間隙的齒輪做驅動。同時要保證使用的皮帶或鏈條撐緊。在進行齒輪或同步輪的選擇時,要保證使用的精度,與同步帶或鏈條搭配要清除嚙合間隙。目前大部分工廠采用的是同步帶和同步輪,因為同步帶和同步輪的優點較多,其一是能夠保證同步;另外,同步帶與同步輪在傳動過程中不會產生間隙;而且在使用中振動較小,能夠實現高速運轉;同時為了增強穩定性,選用大直徑的同步輪效果更好一些。
在凸輪分割器的使用過程中,凸輪分割器輸入軸是采用輸入鍵連接結構,所以在傳動過程中,由于諸多因素的不穩定性和驅動負荷的脈動性,很容易使鍵連接處松動,出現配合間隙,這樣一來,會造成輸入軸運動不連續,同步的效果不好,會產生沖擊,不僅會使連接件易損壞,包括它內部的凸輪和滾針軸承也會受到不同程度的影響。所以,各廠家在進凸輪分割器的使用前,必須由專業的工程技術人員進行安裝和調試,同時在使用過程中要定期對凸輪分割器的各個連接部位進行檢查。
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