Penggerak servo, juga dikenal sebagai penguat servo, adalah komponen inti dari sistem servo AC. Fungsinya adalah untuk mengubah catu daya AC frekuensi-utilitas standar menjadi catu daya AC-amplitudo variabel dan frekuensi-variabel untuk motor servo. Saat beroperasi dalam mode kontrol kecepatan, penggerak servo mengatur kecepatan motor dengan mengontrol frekuensi daya keluaran; ketika dalam mode kontrol torsi, ia mengontrol torsi motor dengan menyesuaikan amplitudo daya keluaran; dan ketika dalam mode kontrol posisi, ini menentukan waktu hidup/mati daya keluaran berdasarkan pulsa masukan yang masuk.
Selama pengoperasian, penggerak servo memerlukan koneksi ke motor servo, encoder, komponen kontrol, dan unit catu daya. Jika perangkat lunak digunakan untuk mengonfigurasi parameter, kabel komunikasi diperlukan untuk menghubungkan drive ke komputer. Diagram di bawah mengilustrasikan skema pengkabelan yang menghubungkan drive servo ke perangkat tambahannya (untuk tutorial ini, kita akan menggunakan drive servo Mitsubishi sebagai contoh; pembaruan di masa mendatang akan mencakup Siemens dan merek servo lainnya).
Dalam bagian ini, kami akan mulai dengan menjelaskan fungsi "Peralatan Elektronik"-sebuah topik yang sangat menarik bagi banyak pengguna-untuk memberikan panduan praktis untuk-aplikasi di dunia nyata. (Pembaruan selanjutnya akan menampilkan ringkasan yang lebih komprehensif tentang pembelajaran sistem servo dan metode commissioning yang telah saya kumpulkan.)
Dalam mode kontrol posisi penggerak servo, PLC menghasilkan pulsa masukan untuk mengontrol kecepatan putaran motor servo, sehingga mengatur perpindahan komponen yang digerakkan. Dengan kata lain, semakin besar jumlah pulsa masukan maka semakin besar pula jumlah putaran yang dilakukan motor.
Encoder motor servo menghasilkan sejumlah besar pulsa untuk setiap putaran penuh; jumlah pasti pulsa per putaran bergantung pada model perangkat tertentu dan harus dirujuk dalam manual produk. Karena jumlah pulsa kumulatif bisa menjadi sangat tinggi setelah encoder diputar beberapa kali, penggerak servo dilengkapi dengan fungsi "Electronic Gear" untuk mengatasi masalah ini dengan menskalakan (mengurangi atau menambah) jumlah pulsa input. (Konsep ini analog dengan sproket besar dan kecil pada sepeda multi-kecepatan.) Intinya, Electronic Gear bertindak sebagai pengganda skala; pada servo drive Mitsubishi dikonfigurasi menggunakan parameter P3 dan P4, sedangkan pada seri Siemens V90 dikonfigurasi melalui parameter P29016 dan P29017.
Rumus: Nilai Perlengkapan Elektronik=CMX / CDV
Untuk memudahkan pemahaman, mari kita lihat contoh praktis untuk melihat bagaimana konsep ini diterapkan. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, motor servo menggerakkan sekrup utama melalui kopling; saat sekrup utama berputar, ini mendorong meja kerja untuk bergerak secara horizontal. Sekrup utama memiliki jarak 5 mm, artinya untuk setiap putaran penuh sekrup, meja kerja bergerak 5 mm. Misalkan diperlukan pulsa yang setara dengan 1 μm/pulsa-yaitu, setiap masukan pulsa ke penggerak servo menyebabkan meja kerja bergerak sebesar 1 μm. Berapa banyak pulsa yang harus dimasukkan ke penggerak servo untuk mencapai perpindahan meja kerja 5 mm? Selanjutnya, jika resolusi encoder adalah 131.072 pulsa per putaran, bagaimana rasio roda gigi elektronik harus dikonfigurasi?
Skenario ini tidak bisa dihindari dalam pemrograman praktis-khususnya saat menggerakkan motor servo dalam mode kontrol posisi-dan memerlukan kinerja perhitungan khusus.
[Pendekatan dan Langkah-Langkah Pemecahan Masalah-Pemecahan Masalah]
Langkah 1: Hitung jumlah pulsa perintah yang diperlukan untuk memindahkan beban.
Tujuan kami adalah menggerakkan meja kerja sebanyak satu langkah (5 mm). Menurut persyaratan, satu pulsa setara dengan perpindahan 1 μm (yaitu 0,001 mm). Oleh karena itu, jumlah pulsa perintah yang diperlukan untuk bergerak 5 mm (yaitu jumlah pulsa yang harus dikeluarkan PLC) adalah:
Jumlah Pulsa Perintah=5 mm / (0,001 mm/pulsa)=5,000 pulsa. Ini menyiratkan:
Kami ingin motor servo menyelesaikan tepat satu putaran penuh ketika PLC mengeluarkan 5.000 pulsa.
Langkah 2: Tentukan jumlah pulsa umpan balik yang dihasilkan per putaran motor.
Menurut papan nama atau manual motor, dalam contoh spesifik ini, encoder menghasilkan 131.072 pulsa untuk setiap putaran penuh motor.
Langkah 3: Hitung Rasio Roda Gigi Elektronik.
Inti dari fungsi roda gigi elektronik adalah untuk membangun hubungan proporsional antara "pulsa perintah" dan "pulsa umpan balik encoder".
Nilai Gear Elektronik=Jumlah pulsa yang dihasilkan oleh encoder / Jumlah pulsa input
Mengganti nilai: Nilai Perlengkapan Elektronik=131,072 / 5,000
Langkah 4: Sederhanakan parameternya.
Pecahan yang diperoleh di atas perlu kita sederhanakan menjadi bentuk perbandingan bilangan bulat yang paling sederhana sehingga nilainya dapat dimasukkan sebagai parameter:
131,072 / 5,000 = 16,384 / 625
Jadi, Electronic Gear Numerator adalah 16.384, dan Electronic Gear Denominator adalah 625. Setelah kita mendapatkan kedua parameter ini, kita dapat melanjutkan untuk mengkonfigurasi pengaturan dalam penguat servo.
Kesimpulan
Menghitung rasio roda gigi elektronik adalah keterampilan mendasar dalam commissioning sistem servo. Dengan menguasainya, Anda secara efektif menguasai "sistem pengukuran" untuk pengendalian posisi. Meskipun kode parameter dapat bervariasi antar merek (beberapa merek mengizinkan masuknya pulsa secara langsung per putaran, sementara yang lain memerlukan nilai pembilang dan penyebut terpisah), logika fisik yang mendasarinya tetap universal.
Kepada rekan-rekan saya di bidang otomasi industri: studi kasus hari ini didasarkan pada model yang paling sederhana-yaitu model yang motornya langsung dipasangkan ke sekrup utama. Namun, dalam-aplikasi dunia nyata, kita sering menghadapi skenario yang lebih kompleks. Jika peredam (misalnya, dengan rasio reduksi 1:3) atau penggerak sabuk sinkron dipasang antara motor dan sekrup utama, bagaimana cara menghitung rasio roda gigi elektronik?