Hoe bepaal je welke servomotor je moet gebruiken?

De juiste keuze maken servomotor kan overweldigend zijn, vooral als u de precisie en betrouwbaarheid nodig hebt die een complex systeem vereist. Of het nu gaat om een roboticaproject, een industriële toepassing of een RC-vliegtuig, het selecteren van de juiste servomotor is cruciaal om de gewenste prestaties te behalen. In deze uitgebreide gids helpen we u bij het bepalen van de ideale servomotor voor uw specifieke toepassing, waarbij we alles behandelen van koppel tot traagheidsverhoudingen.

Servomotoren spelen een cruciale rol in automatisering en robotica. Kennis van de juiste keuze kan een groot verschil maken als het gaat om efficiëntie, kosten en operationeel succes.

De basisprincipes van servomotoren begrijpen

Wat is een servomotor?

A servomotor is een type motor dat is uitgerust met een feedbackmechanisme. Het is ontworpen om hoekige of lineaire positie, snelheid en versnelling nauwkeurig te regelen. Servomotoren worden veel gebruikt in robotica, CNC-machines en andere geautomatiseerde systemen vanwege hun vermogen om zeer nauwkeurige bewegingen te leveren.

• Gesloten-lussysteem: Servomotoren werken met feedbacksystemen, meestal roterende encoders of potentiometers. Deze feedback zorgt ervoor dat de positie en snelheid van de motor continu kunnen worden aangepast en gehandhaafd.
• Roterend versus lineair: Servomotoren zijn verkrijgbaar in zowel roterende als lineaire versies, en de keuze hangt af van uw specifieke toepassingsvereisten. Industriële robots gebruiken bijvoorbeeld vaak roterende servo's, terwijl CNC-machines lineaire versies kunnen gebruiken voor precisie.

De feedbackmechanisme onderscheidt servomotoren van conventionele motoren doordat ze fouten zelf kunnen corrigeren en de beweging nauwkeurig onder controle kunnen houden.

Voor meer gedetailleerde informatie, bekijk ons assortiment Panasonic servomotoren ontworpen voor nauwkeurige toepassingen.

Belangrijke overwegingen bij het kiezen van een servomotor

1. Inzicht in koppelvereisten

Koppel is een kritische factor bij het bepalen van de juiste servomotor. Koppel verwijst naar de rotatiekracht die de motor kan produceren, wat nodig is om de bevestigde last efficiënt te verplaatsen.

• Laadkarakteristieken: Bepaal eerst de aard van de last. Is het zwaar, licht of variabel? Zware lasten vereisen motoren met een hoger koppel.
• Snelheid-koppelcurve: Servomotoren worden gekenmerkt door een snelheid-koppelcurve. Bij lagere snelheden is een hoger koppel haalbaar, maar naarmate de snelheid toeneemt, neemt het koppel doorgaans af. Het begrijpen van deze dynamiek is essentieel om de juiste motor voor uw toepassing te vinden.

Typische koppelrichtlijnen:

Zorg ervoor dat u een selecteert servomotor met een koppel dat geschikt is voor de behoeften van uw toepassing. Dit voorkomt oververhitting en uitval van de motor. Koppelvereisten zijn essentieel bij het beslissen tussen digitaal En analoog ook servo's.

Voor hogere koppelvereisten is de Yaskawa enkelassige servomotor is een geweldige optie voor robuust industrieel gebruik.

2. Snelheids- en versnellingsbehoeften

Een ander belangrijk criterium is de snelheid van de motor, waarmee wordt aangegeven hoe snel de motor een bepaalde positie kan bereiken.

• Snelheidsclassificaties:De snelheid van een servomotor wordt gemeten in graden per seconde of rotaties per minuut (RPM)De toepassing bepaalt het vereiste motortoerental.
• Balanceren tussen snelheid en koppel: Vaak gaat een hogere snelheid gepaard met een lager koppel. Daarom moet u de snelheid in evenwicht brengen met de koppeloutput om aan uw functionele vereisten te voldoen.

Overwegingen voor snelheid:

• Voor robotarmen die snelle, repetitieve taken moeten uitvoeren, is een snelle motor essentieel.
• CNC-toepassingen gebruiken daarentegen doorgaans een langzamere motor om de precisie te waarborgen.

Als uw toepassing snelle wijzigingen of herhaalde bewegingen vereist, kunt u overwegen pulsbreedtemodulatie (PWM) om de verhouding tussen snelheid en koppel te optimaliseren.

3. Laadtraagheidsverhouding

De verhouding tussen belasting en motortraagheid is een andere cruciale parameter. Het beïnvloedt hoe goed de motor de belasting kan regelen zonder overshoot of oscillatie.

• Ideale verhouding:De algemene vuistregel is om een verhouding tussen de belasting en de traagheid van de motor tussen 1:1 en 5:1 te handhaven. Hogere verhoudingen kunnen leiden tot instabiliteit, waarbij de motor moeite heeft om de belasting soepel te regelen.
• Versnelling/vertraging:Als de motor vaak moet versnellen en vertragen, is een lagere traagheidsverhouding ideaal om schade of inefficiëntie te voorkomen.

Bekijk onze Panasonic MINAS A5 servomotor voor een voorbeeld van een motor met uitstekende regelmogelijkheden voor variërende lasttraagheden.

4. Elektrische vereisten en systeemcompatibiliteit

Elektrische compatibiliteit is essentieel om een soepele werking te garanderen.

• Spanning en stroom: Zorg ervoor dat de spanning overeenkomt met uw voeding. Servomotoren werken over het algemeen op 5V, 12V of 24V. Het gebruik van de verkeerde spanning kan ervoor zorgen dat de motor ondermaats presteert of doorbrandt.
• Pulsbreedtemodulatie (PWM): PWM-regelsignalen worden gebruikt in servomotoren om hun snelheid en positie te regelen. Zorg ervoor dat de motordriver/controller compatibel is met de PWM-vereisten van uw gekozen servomotor.

5. Type toepassing en omgeving

De omgeving Ook de keuze voor de toepassing van de motor speelt een belangrijke rol.

• Industriële automatisering: Toepassingen in industriële omgevingen hebben vaak een hoger koppel, strengere nauwkeurigheidseisen en mogelijk blootstelling aan zware omstandigheden. Motoren moeten stofdicht of waterdicht, indien nodig.
• Buitentoepassingen:Als u de motor buiten gebruikt, kies dan een motor die bestand is tegen wisselende temperaturen en bestand is tegen vocht.

6. Motorgrootte en afmetingen

De fysieke grootte van de servomotor moet passen binnen de beschikbare ruimte in uw systeem. Kleine servo's zijn ideaal voor lichte robottoepassingen, terwijl grotere motoren beter zijn voor veeleisende industriële toepassingen.

• Gewichtsoverwegingen:Houd er rekening mee dat grotere motoren meer wegen, wat van invloed kan zijn op het ontwerp en de efficiëntie van draagbare of vliegende systemen.
• Montageopties: Overweeg of de motor de juiste montageconfiguraties voor uw toepassing biedt (bijvoorbeeld flensmontage of voetmontage).

Digitale vs. analoge servomotoren

Kiezen tussen een digitaal of een analoog servomotor is afhankelijk van het niveau van precisie En snelheid vereist.

Digitale servo's

• Hoge precisie en snelheidDigitale servo's werken met een veel hogere signaalfrequentie, waardoor ze sneller kunnen reageren en posities nauwkeuriger kunnen vasthouden.
• Hogere kosten: Ze zijn over het algemeen duurder dan analoge servo's.

Het beste voor: Toepassingen die een hoge mate van responsiviteit vereisen, zoals industriële automatisering of hoogwaardige robotica.

Analoge servo's

• Basisbediening: Analoge servo's worden aangestuurd door een signaal dat 50 keer per seconde wordt verzonden. Deze tragere respons kan leiden tot een lichte vertraging.
• Kosteneffectief: Ze zijn goedkoper en ideaal voor minder veeleisende toepassingen.

Het beste voor: Eenvoudige, minder veeleisende taken, zoals het bedienen van de rolroeren van een RC-vliegtuig of het uitvoeren van basisautomatiseringstaken.

Vergelijkingstabel

Berekening van de koppelvereisten voor servomotoren

Correcte koppelberekening is fundamenteel voor het kiezen van een geschikte servomotor. Zo kunt u het vereiste koppel schatten:

1. Bepaal het laadgewicht: Bereken het totale gewicht dat de motor kan verplaatsen.
2. Bereken straal: Meet de afstand van het midden van de servo tot het punt waar de belasting wordt toegepast.
3. Gebruik de koppelformule: Koppel (Nm) = Kracht (N) x Straal (m)

Als u bijvoorbeeld een 10 kg belasting en moet het op een afstand van 0,2 miljoen, zou je berekenen:

Koppel = 10 kg x 9,81 m/s² x 0,2 m = 19,62 Nm

Houd rekening met extra koppel als de last wordt blootgesteld aan trillingen of schokken.

Veelgestelde vragen

1. Hoe bereken ik de juiste servomotormaat?

Om de juiste servomotorgrootte te berekenen, bepaalt u uw koppelvereisten, laadgewicht, snelheid en traagheid. Evalueer elk van deze criteria op de juiste manier om de beste pasvorm te vinden.

2. Kan ik een analoge servomotor gebruiken voor industriële toepassingen?

Ja, maar dit wordt over het algemeen niet aanbevolen vanwege de tragere responstijd en lagere nauwkeurigheid in vergelijking met digitale servo's.

3. Wat is het verschil tussen piekkoppel en continukoppel?

Continu koppel is het maximale koppel dat een servomotor gedurende een langere periode kan leveren zonder oververhit te raken, terwijl piekkoppel is het maximale koppel dat op korte termijn wordt afgegeven.

4. Hoe kies ik tussen metalen en kunststof tandwielen?

Metalen tandwielen zijn duurzamer en ideaal voor toepassingen met hoge spanning, terwijl kunststof tandwielen zijn geschikt voor lichte, minder veeleisende toepassingen.

5. Is het mogelijk om de servomotor na installatie te vervangen?

Ja, maar u moet er wel voor zorgen dat de vervangende motor qua spanning, koppel en snelheid aan de specificaties van de originele motor voldoet.

Conclusie

De juiste selecteren servomotor houdt in dat u de vereisten van uw applicatie grondig begrijpt, van koppel En snelheid naar luiheid En omgevingsfactorenOf u nu een digitale servo nodig hebt voor een taak met hoge precisie of een analoge servo voor een eenvoudig automatiseringsproject, het begrijpen van deze parameters zal u helpen de perfecte keuze te maken.

Vergeet niet om uw compatibiliteit elektrisch systeem en omgeving om een motor te kiezen die op lange termijn betrouwbaarheid en efficiëntie garandeert. Als u meer begeleiding nodig hebt, kunt u gerust door ons assortiment van hoogwaardige servomotoren om de beste oplossing voor uw behoeften te vinden.