Pour parler de rigidité, parlons d'abord de rigidité.
La rigidité fait référence à la capacité d'un matériau ou d'une structure à résister à la déformation élastique lorsqu'il est soumis à une force, et est une représentation de la difficulté de déformation élastique d'un matériau ou d'une structure. La rigidité d'un matériau est généralement mesurée par son module d'élasticité, E. Dans le domaine élastique macroscopique, la rigidité est un coefficient proportionnel proportionnel à la charge de la pièce et au déplacement, c'est-à-dire la force nécessaire pour provoquer un déplacement unitaire, et son inverse est appelé flexibilité, c'est-à-dire le déplacement causé par la force unitaire. La rigidité peut être divisée en rigidité statique et rigidité dynamique.
La rigidité (k) d'une structure est la capacité d'un élastomère à résister à la déformation et à l'étirement. k=P/δ, où P est la force constante agissant sur la structure et δ est la déformation due à la force.
La rigidité rotationnelle (k) de la structure rotative est : k=M/θ où M est le moment appliqué et θ est l'angle de rotation.
Par exemple, nous savons que le tuyau en acier est relativement dur et généralement déformé par une force externe, tandis que l'élastique est plus mou et que la déformation causée par la même force est relativement importante, alors nous disons que la rigidité du tuyau en acier est fort, et la rigidité de l'élastique est faible, ou sa forte flexibilité.
Dans l'application des servomoteurs, l'utilisation d'accouplements pour connecter le moteur et la charge est une connexion rigide typique ; tandis que l'utilisation de courroies synchrones ou de courroies pour connecter le moteur et la charge est une connexion flexible typique.
La rigidité du moteur est la capacité de l'arbre du moteur à résister aux interférences de couple externes, et nous pouvons ajuster la rigidité du moteur dans le servo-contrôleur.
La rigidité mécanique du servomoteur est liée à sa vitesse de réponse. Généralement, plus la rigidité est élevée, plus la vitesse de réponse est élevée. Cependant, s'il est réglé trop haut, il est facile de faire produire au moteur une résonance mécanique. Par conséquent, il y a des ajustements manuels dans les paramètres généraux du servoamplificateur. L'option de la fréquence de réponse doit être ajustée en fonction du point de résonance de la machine, ce qui demande du temps et de l'expérience (en fait, le paramètre de gain est ajusté).
En mode de position du système d'asservissement, une force est appliquée pour dévier le moteur. Si la force est grande et que l'angle de déviation est petit, la rigidité du système d'asservissement est considérée comme forte, sinon, la rigidité du système d'asservissement est considérée comme faible. Notez que la rigidité ici est en fait plus proche de la notion de vitesse de réponse. Du point de vue du contrôleur, la raideur est en fait un paramètre composé de la boucle de vitesse, de la boucle de position et de la constante d'intégrale de temps, et sa taille détermine une vitesse de réponse de la machine.
En fait, si le positionnement ne doit pas être rapide, tant que le positionnement est précis, lorsque la résistance n'est pas grande, la rigidité est faible et le positionnement peut également être précis, mais le temps de positionnement est long. Du fait que le positionnement est lent si la rigidité est faible, il y aura une illusion de positionnement imprécis lorsqu'une réponse rapide et un temps de positionnement court sont requis.
L'inertie décrit l'inertie du mouvement d'un objet, et l'inertie de rotation est une mesure de l'inertie de la rotation d'un objet autour d'un axe. Le moment d'inertie n'est lié qu'au rayon de rotation et à la masse de l'objet. Généralement, l'inertie de la charge dépasse 10 fois l'inertie du rotor du moteur, et l'inertie peut être considérée comme grande.
L'inertie de rotation du rail de guidage et de la vis mère a une grande influence sur la rigidité du système d'entraînement du servomoteur. Sous un gain fixe, plus l'inertie de rotation est grande, plus la rigidité est grande et plus il est facile de faire trembler le moteur; plus l'inertie de rotation est petite, plus la rigidité est petite et moins le moteur est susceptible de trembler. . Le moment d'inertie peut être réduit en remplaçant le rail de guidage et la vis mère par un diamètre plus petit pour réduire l'inertie de la charge afin que le moteur ne vibre pas.
Nous savons que lors de la sélection d'un système d'asservissement, en plus de prendre en compte des paramètres tels que le couple et la vitesse nominale du moteur, nous devons également calculer d'abord l'inertie du système mécanique convertie à l'arbre du moteur, puis en fonction de la valeur réelle exigences d'action de la machine et la qualité de la pièce. Exigences pour sélectionner spécifiquement un moteur avec une taille d'inertie appropriée.
Lors du débogage (en mode manuel), le réglage correct du paramètre de rapport d'inertie est la prémisse permettant de tirer pleinement parti des meilleures performances du système mécanique et servo.
Alors, qu'est-ce que la "correspondance d'inertie" ?
En fait, il n'est pas difficile de comprendre, selon la deuxième loi du bétail :
Le couple requis par le système d'alimentation=moment d'inertie du système J × accélération angulaire θ
L'accélération angulaire θ affecte les caractéristiques dynamiques du système. Plus θ est petit, plus le temps s'écoule entre l'émission de la commande par le contrôleur et la fin de l'exécution du système, et plus la réponse du système est lente. Si θ change, la réponse du système sera rapide et lente, ce qui affectera la précision d'usinage.
Une fois le servomoteur sélectionné, la valeur de sortie maximale ne change pas. Si l'on s'attend à ce que le changement de θ soit petit, J doit être aussi petit que possible.
Dans ce qui précède, le moment d'inertie du système J=le moment d'inertie de rotation du servomoteur JM plus le moment d'inertie de charge JL converti à partir de l'arbre du moteur.
L'inertie de charge JL est composée de l'inertie de la table de travail, de la fixation installée dessus, de la pièce, de la vis, de l'accouplement et d'autres pièces mobiles linéaires et rotatives converties à l'inertie de l'arbre du moteur. JM est l'inertie du rotor du servomoteur. Une fois le servomoteur sélectionné, cette valeur est une valeur fixe, tandis que JL change avec la charge de la pièce. Si vous voulez que le taux de variation de J soit plus petit, il est préférable de réduire la proportion de JL.
C'est le "matching d'inertie" au sens populaire.
D'une manière générale, un moteur à faible inertie a de bonnes performances de freinage, une réponse rapide au démarrage, à l'accélération et à l'arrêt, et un bon mouvement alternatif à grande vitesse, ce qui convient à certaines occasions avec une charge légère et un positionnement à grande vitesse. Les moteurs à inertie moyenne et grande conviennent aux occasions avec des charges importantes et des exigences de stabilité élevées, telles que certains mécanismes de mouvement circulaire et certaines industries de machines-outils.