Que efeito o ganho tem no desempenho?
Quanto maior o ganho, menor o erro (E) necessário para quebrar o atrito ou manter a velocidade. O erro necessário para
quebrar o atrito afetará a precisão da posição no final de um movimento, o que o torna um fator importante em
alcançar a repetibilidade. O erro para quebrar o atrito estático pode ser medido com o loop fechado, alterando lentamente
o comando (C) por seu menor incremento, observando o acúmulo do erro (E). Como observado
anteriormente, um loop de velocidade terá um grande impacto no erro necessário para quebrar o atrito. Este teste deve ser
feito em vários pontos ao longo do percurso, pois as variações mecânicas farão com que o atrito de ruptura
mude.
Outro problema comum é a caça nula, um fenômeno em que um eixo se move para frente e para trás com um
forma de onda quadrada em baixa frequência. Isso geralmente é causado pelo atrito de ruptura ou estático ser
significativamente maior que o atrito de funcionamento. Essencialmente, o erro se acumula para quebrar o atrito, mas uma vez
o movimento começa, o erro é mais do que o necessário para manter a velocidade desejada, então ele ultrapassa a
posição desejada. Isso continua a se repetir em ambas as direções. Pode ser evitado diminuindo o ganho, no entanto
diminuir o ganho também afetará a precisão. Diminuir a relação entre atrito estático e de funcionamento pode ser
alcançado com rolamentos de rolos ou, como é mais comum agora, através do uso de um material de revestimento especial como
uma das superfícies do rolamento. Uma relação estática para funcionamento de 1,01 ou menos é alcançável desta forma.
A precisão durante o movimento é uma preocupação em muitas aplicações. Cortar metal, rotear madeira, gravar vidro,
e moer bordas de wafers de silício são exemplos onde é necessária extrema precisão durante o movimento. A
servo com um ganho de 1 IPM/MIL terá 0,001" de erro ao viajar a 1 IPM, 0,01" a 10 IPM e
0,1" a 100 IPM. Segue-se que a melhor precisão pode ser alcançada mantendo as velocidades baixas e o ganho
alto. Esta é uma boa generalidade, mas nem sempre é tão simples de alcançar.
Configuração do Sistema Servo
O diagrama a seguir ilustra um sistema servo em detalhes:
(1) Sistema controlado: Sistema mecânico para o qual a posição ou velocidade deve ser controlada. Isso inclui um sistema de acionamento que transmite torque de um servomotor.
(2) Servomotor: Um atuador principal que move um sistema controlado. Dois tipos disponíveis: servomotor AC e servomotor DC.
(3) Detector: Um detector de posição ou velocidade. Normalmente, um codificador montado em um motor é usado como detector de posição.
(4) Amplificador servo: Um amplificador que processa um sinal de erro para corrigir a diferença entre uma referência e dados de feedback e opera o servomotor de acordo. Um amplificador servo consiste em um
comparador, que processa sinais de erro, e um amplificador de potência, que opera o servomotor.
(5) Controlador host: Um dispositivo que controla um amplificador servo, especificando uma posição ou velocidade como um ponto de ajuste.
Os componentes servo (1) a (5) são descritos abaixo:
(1) Sistema controlado
Na figura anterior, o sistema controlado é uma mesa móvel para a qual a posição ou velocidade é controlada. A mesa móvel é acionada por um fuso de esferas e é conectada ao servomotor por meio de engrenagens.
Assim, o sistema de acionamento consiste em:
Engrenagens + Fuso de esferas
Este sistema de acionamento é mais comumente usado porque a relação de transmissão de potência (relação de engrenagem) pode ser definida livremente para garantir alta precisão de posicionamento. No entanto, a folga nas engrenagens deve ser minimizada.
O seguinte sistema de acionamento também é possível quando o sistema controlado é uma mesa móvel
Mola + Fuso de esferas
Quando a relação de transmissão de potência é 1:1, um acoplamento é útil porque não tem folga.
Este sistema de acionamento é amplamente utilizado para máquinas-ferramentas.
Para desenvolver um excelente sistema servo, é importante selecionar um sistema de acionamento rígido que não tenha folga. Configure o sistema controlado usando um sistema de acionamento apropriado para o propósito de controle.
Correia dentada + Rosca de parafuso trapezoidal
Uma correia dentada é um dispositivo de acoplamento que permite que a relação de transmissão de potência seja definida livremente e que não tenha folga.
Uma rosca de parafuso trapezoidal não fornece excelente precisão de posicionamento, portanto, pode ser tratada como um dispositivo de acoplamento menor.
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