请教:伺服电机能做高精度可控扭矩源吗? 点击:6113 | 回复:16



dljlmq8

    
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发表于:2007-07-12 08:56:00
楼主
请教刘岩利老师及各位专家:想利用伺服电机产生一个高精度可控扭矩源,控制精度在0.1%以上,反馈控制信号可以是模拟或数值信号,是否可行?例如检测点为:20%*200Nm、40%*200Nm、60%*200Nm、80%*200Nm、100%*200Nm,需要扭矩源逐渐增加扭矩至200Nm,然后依次返回,在个检测点要有稳定的静态扭矩输出,不知用伺服系统能不能实现?扭矩传感器的输出精度我可以解决,不知伺服电机应是直流还是交流,定点应用磁阻尼还是扭矩反馈信号直接控制?电机因阻尼控制和启动扭矩的影响,会不会产生一定的抖动量?这个抖动量会不会超过0.1%?扭矩驱动伺服电机及控制系统是否有成套的定型产品?假如终端输出扭矩需要范围为0.1Nm—2000Nm,所需要的扭矩驱动伺服电机及控制系统在什么大概价位?希望得到您的指导,谢谢



kds

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发表于:2007-07-12 14:38:00
1楼
控制精度0.1%好像比较高,0.1-2000的范围也太大;目前伺服的电流传感器的测量范围和精度都达不到,更不用说电机作为电能到机械能的到机械能的转换环节能否线性。
其实对于静态测量为什么不用个滑轮吊砝码呢?没准精度更容易控制。

波恩

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发表于:2007-07-12 20:15:00
2楼
试试欧系的伺服,如西门子的1FT6之类的经典正弦型交流伺服,1FK7之类的所谓新型伺服就别想了。“0.1Nm—2000Nm”那可就不是0.1%了。

刘岩利

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发表于:2007-07-13 06:31:00
3楼
"其实对于静态测量为什么不用个滑轮吊砝码呢?没准精度更容易控制。"
我也觉得,这样比较有谱。

dljlmq8

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发表于:2007-07-13 10:46:00
4楼
谢谢诸位老师的解答,滑轮吊砝码比较笨重(尤其大量程),主要还是想解决自动化检测的问题。电流环驱动的反馈信号我可以做到0.05%,不存在线性问题,终端转角一般不会超过360度,前级电机容量可以做得很小,通过减速器或扭矩倍增器也容易实现后级较大的扭矩输出及量程转换。因为对伺服我没有一点的经验都没有,很想了解电流环驱动是否可以定点保持力矩,如何保持?有了高精度的电流环驱动的反馈信号,是否可以得到高精度的力矩输出?有西门子的1FT6的技术参数么?静候指导

丁喜

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发表于:2007-07-13 17:14:00
5楼
按照你所说的"终端输出扭矩需要范围为0.1Nm—2000Nm"要求,对应的输出扭矩分辨率至少就得0.1/2000=0.005%,要靠单台电机实现此精度有点勉为其难了

波恩

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发表于:2007-07-14 10:33:00
6楼
“有西门子的1FT6的技术参数么?静候指导”———建议咨询西门子售前技术服务!
“电流环驱动的反馈信号我可以做到0.05%”———估计楼主所说的是采样精度或分辨率,关键还要看伺服系统的控制能力。
“电流环驱动是否可以定点保持力矩”———完全可以,这是永磁伺服的基本功。

再提一个建议,考虑用直流伺服如何?从原理上讲,直流伺服的力矩/电流线性更好!

波恩

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发表于:2007-07-14 10:34:00
7楼
“减速器或扭矩倍增器”的传动能满足“0.1%”的平稳性要求吗?这一点楼主是否考虑过。

dljlmq8

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发表于:2007-07-16 14:07:00
8楼
谢谢波恩老师的指教,1FT6的技术参数我在西门子售前技术服务再查一下。伺服的控制能力正是我不了解的,看来有很大难度。电流环驱动可以定点保持力矩,太好了!不知有没有定点保持的精度和稳定性的参数指标?直流伺服?好。我的设想里用伺服和减速器或扭矩倍增器构成前级驱动,可以通过调整减速器或扭矩倍增器达到变量程的目的,0.1Nm—2000Nm范围肯定需要多次变换调整减速器或扭矩倍增器甚至更换电机分割成多个量程,因为后级检测端是被检扭矩仪与标准扭矩仪直接联接,标准扭矩仪接收的力矩信号与检测点设定扭矩信号之差作为前级驱动的控制信号,所以只要前级定点能保持稳定并精确控制,不会存在减速器或扭矩倍增器的传动平稳性和前级的线性问题,我的解释可能很不专业,希望得到您的进一步指导,也谢谢丁喜专家!

波恩

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发表于:2007-07-16 19:44:00
9楼
这么大的力矩范围,力矩测量的传感器本身的量程就是很大的问题。机械倍增的事本人经验有限,只是觉得没你认为的那么简单。

丁喜

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发表于:2007-07-16 23:32:00
10楼
专家不敢当,我也仅是发表一下自己的见解而已。

dljlmq8

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发表于:2007-07-17 08:46:00
11楼
力矩测量标准是总体思路的主要部分,其实不是一个或几个传感器,是一个新的设计,我感觉它的应用价值在自动化及力矩自动驱动方面花多大力气都是值得的,不过只是前期研制阶段,苦于对伺服一窍不通,谢谢各位老师和专家,给了我很多宝贵的建议和指导,也希望得到您的进一步帮助,也希望有机会进行合作。
笋竹顺利!

lg_006

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发表于:2007-07-17 09:24:00
12楼
   可能还是要泼点冷水....当然仅是个人观点。
   第一个问题是真的“只要前级定点能保持稳定并精确控制,不会存在减速器或扭矩倍增器的传动平稳性和前级的线性问题”吗?就闭环控制而言,并不是只要一闭环,系统就能进行无差控制的。举一个简单的例子对于一阶系统(可以看作是一个PID控制器+线性执行机构),其只能对阶跃给定进行无差控制,而如果是斜坡输入信号的话,就有稳态误差了。目前的伺服控制系统之所以能达到较好的控制精度,其原因之一就伺服驱动器的功率放大电路和伺服电机特性的线性特性较好。如果传动机构非线性特性明显(高扭矩的减速机和扭矩倍增器,线性特性似乎都不太理想)那么系统的控制精度和鲁棒性都很难说(不排除会更好的可能)。
   第二个问题是,目前的伺服电机和控制器能实现0.1%的控制精度吗?去查阅了一下资料,某DD马达(应该是日本货,输出扭矩为15N*M)的扭矩纹波系数为5%。
    总之还是觉得楼主的项目风险还是很大的。需要三思啊!
   

波恩

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发表于:2007-07-17 13:02:00
13楼
“力矩测量标准是总体思路的主要部分,其实不是一个或几个传感器,是一个新的设计,我感觉它的应用价值在自动化及力矩自动驱动方面花多大力气都是值得的,不过只是前期研制阶段”

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听起来好像有点意思,有结果或成果了,别忘了再回帖公布一番!

eason

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发表于:2007-07-17 13:56:00
14楼
[u]终端输出扭矩需要范围为0.1Nm—2000Nm[/u],[color=#0000FF]目前据我所知道,电机最大扭矩为140NM,想必肯定要使用减速器,伺服电机应该要采用交流可能才能达到,具体要看实际的机械结构,及传动方式,上位机等等[/color] 只有想不到,没有做不到!呵呵

dljlmq8

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发表于:2007-07-20 10:25:00
15楼
扭矩纹波系数?我得好好学习学习,不懂的东西太多了!谢谢诸位仁兄的指教和提醒,我要到北京差一下,短时间不能聆听各位朋友的教诲,抱拳感谢! 

波恩

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发表于:2007-07-20 14:10:00
16楼
 “扭矩纹波系数”———这也正是本人建议你考虑1FT6的出发点。

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