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公布日期:2014年04月08日

选择高減振能力橡膠型聯軸器XG2的5个理由

提高生産效率的關鍵!2分鍾即可了解縮短整定時間的秘密 ※帶語音


伺服系統高速化的關鍵是什麽?


1.縮短整定時間

通過提高伺服馬達的極限增益,可縮短整定時間。

2.抑制速度偏差

可抑制因誤差調整量而産生的速度偏差和扭矩偏差。

3.抑制振動

阻尼比高,可迅速吸收振動。

4.靜音性

可实现引動器驱动的低噪音化。

5.高扭矩

与膜片型和狹縫型相比,可在高扭矩下使用。

1. 生産效率提高(伺服馬達驅動時)

生産效率與整定時間

在使用伺服马达和引動器的生产设备中,使伺服马达和引動器按照程序指令动作,有助于提高生产效率。但是,实际的动作相对于指令往往会出现滞后,想要使引動器在指定位置停止时,停止动作会晚于停止指令。这种滞后称为整定時間。

如果引動器不完全停止,则无法转入下一工序。因此,为了提高生产效率,缩短整定時間非常重要。

伺服馬達的增益和整定時間

伺服马达的增益是表示所执行的动作与指令的接近程度的指标。提高增益后可缩短整定時間,但如果增益过高,则会發生共振,从而导致伺服马达失控。为了在抑制共振的同时提高马达的增益,必须对伺服马达的各参数进行微调。然而,由于弹性部使用金属的膜片型等聯軸器在提高增益时容易發生共振,因此有时很难通过参数的微调来提高增益。

發生共振时,为了提高旋转系统的刚性,建议更换使用刚性更高的聯軸器。但实际上,有时仅更换聯軸器很难提高包括滚珠丝杠在内的旋转系统整体的刚性,即使更换为膜片型等高刚性聯軸器也可能没有效果。

高減振能力橡膠型

高減振能力橡膠型可在增益高于膜片型的情况下使用,从而缩短整定時間。
此外,由于具有优异的减振性能,可减少烦琐的参数调整作业,以更短的时间对引動器进行最佳调整。

高減振能力橡膠型比膜片型更能提高伺服马达增益的原因,可从波特图看出。与波特图相位延迟-180°的点的0dB之间的增益幅度称为增益裕量,与折点频率的180°之间的相位幅度成为相位裕量。

一般来说,伺服系统中的增益裕量大致为10-20dB,相位裕量大致为40-60°。如果提高伺服马达的增益,则增益裕量将减小。如果增益裕量在10dB以下,则容易發生共振。与膜片型的极限增益相比,高減振能力橡膠型有较大的增益裕量,增益裕量超过10dB。因此,与膜片型相比,更能提高伺服马达的增益。更提高增益裕量,要求聯軸器具有高阻尼比与高动态刚性。

膜片型極限增益時的增益裕量
  • 高減振能力橡膠型:17.40dB
  • 膜片型:9.90dB

2. 和膜片型的比較

高減振能力橡膠型与膜片型的阻尼比

高減振能力橡膠型的阻尼比远远高于膜片型,可迅速吸收振动。

高減振能力橡膠型与膜片型的动态刚性

高減振能力橡膠型的动态刚性不低于膜片型

动态刚性(N?m/rad) = 振动扭矩(N?m) / 固有频率fn时的振幅 (rad)

高減振能力橡膠型(XG2系列/XG系列)与膜片型聯軸器的比较

使用了伺服马达与引動器的右述试验,证实了以下事项。

整定時間
增益相同时,不会因聯軸器而产生差异。要缩短整定時間,使用可提高增益的高減振能力橡膠型。尤其是XG2系列,比使用膜片型更有效。
定位精度?重複定位精度
不会因增益或聯軸器而产生差异。
超調量
如果提高增益,超調量则会增大;增益相同时,XG2系列的超調量最小。

XG2系列的伺服马达增益可设定得比以往的XG系列高,从而缩短整定時間。

整定時間、定位精度以及超調量测量

試驗裝置
  • 促动器:MCM08 日本精工(株)制 *滚珠丝杠导程10mm
  • 伺服馬達:HF-KP13 三菱電機(株)制
試驗條件
  • 马达转速 :3000min-1
  • 加减速时间 :50ms
  • 工件负荷 :3.0kg
  • 負載轉動慣量比:3.5
試驗動作
正轉(1rev)→停止(500ms)→反轉(1rev)
試驗方法
通过位移传感器计测工件的动作,测量工件移动量及整定時間。

測定結果

增益   XG2系列
XGT2  XGL2 XGS2
XG系列
XGT-C  XGL-C XGS-C
膜片型 考察
25 整定時間(ms) 12 12 12 膜片型可使用的增益上限值。
XG系列與XG2系列可正常使用。
定位精度(mm) 0.002 0.002 0.002
重複定位精度(mm) ±0.001 ±0.002 ±0.002
超調量(μm) 0.4 0.9 0.6
27 整定時間(ms) 8 8 發生共振 XG系列可使用的增益上限值。
XG2系列可正常使用。
膜片型因發生共振而无法使用。
定位精度(mm) 0.002 0.003
重複定位精度(mm) ±0.002 ±0.002
超調量(μm) 0.6 1
32 整定時間(ms) 3 發生共振 發生共振 膜片型与XG系列因發生共振而无法使用。
XG2系列可正常使用。
定位精度(mm) 0.003
重複定位精度(mm) ±0.001
超調量(μm) 1.7

3. 耐久性?溫度特性

因使用次數而引起的性能變化

試驗方法(1)

在向聯軸器施加常用扭矩的同时使其向某一方向旋转,测量阻尼比与动态刚性。

試片

XGT2-25C-12×12

旋轉10000萬圈之後,阻尼比與動態剛性無較大變化。

試驗方法(2)

在单轴引動器上安装马达与聯軸器,使工件往复运动,测量阻尼比与动态刚性。

試驗裝置
促动器:BG46 日本轴承(株)制 ※滚珠丝杠导程10mm
伺服马达 :HF-KP13 三菱电机(株)制
試片
XGT-25C-12×12
試驗條件
  • 马达转速 :3000min-1
  • 加减速时间 :10ms
  • 工件负荷 :3.0kg
  • 負載轉動慣量比:3.5
試驗動作
正转(10rev) → 反转(10rev) 重复该动作。
行程100mm、總移動距離4400km
試驗方法
测量試驗前后的聯軸器阻尼比与动态刚性。
阻尼比与动态刚性的測定結果
  試驗前 試驗後
阻尼比 0.07 0.07
动态刚性 (N?m/rad) 330 330

即使总移动距离达到4400km后,聯軸器的性能也无变化。

因溫度引起的性能變化

試驗方法
将聯軸器放在指定的环境温度下4小时,测量阻尼比与动态刚性。
試片
XGT2-25C-12×12、XGT-25C-12×12

如果溫度上升,阻尼比與動態剛性則會下降。XGT2的阻尼比與動態剛性在整個溫度範圍內都高于XGT。

4. 抑制速度偏差(步進馬達驅動時)

試驗裝置
马达:α step AR66AK-1 东方马达(株)制
  • 設定電圧――DC24V
  • 分解能――1000p/r
  • 慣性力矩――1250×10-7kg?cm2
编码器 :RD5000。ㄖ辏┠峥抵
駆動條件
起动速度 :60min-1
驱动速度 :900min-1
旋转角度 :1800°
加減速時間:0.1s

高減振能力橡膠型有助于抑制恒速旋转时的速度偏差。

産品介绍 提高生産效率、操作性 抑制振動、高精度 機床 半導體生産設備 食品機械 汽車生産工序 醫療機械 FA設備 聯軸器