Napęd mechatroniczny

Mechatronika
i inteligentne systemy
produkcyjne
Napęd mechatroniczny
1
Napęd mechatroniczny - definicja
Napęd mechatroniczny składa się zazwyczaj z następujących
elementów:
•Silnik elektryczny
•Reduktor obrotów – przekładnia
•Elektronika cyfrowa + oprogramowanie
•Elektronika mocy
2
Napęd mechatroniczny - schemat
energia
Zasilanie
Elektronika
mocy
Silnik
Reduktor
(przekładnia)
Elektronika
cyfrowa
+oprogramowanie
wielkości
sterujące
3
Napęd mechatroniczny
- zastosowania
•Aktory
•Przeguby robotów
•Automatyczne skrzynie biegów (i sprzęgła)
•Usterzenie samolotów i statków
•Automatyczne bramy
•Suwnice
•Taśmy transportowe
•Zamki centralne, szyby „elektryczne”
•Wiele innych
4
Motoreduktor
Motoreduktor – silnik z przekładnią zmniejszającą
prędkość obrotową i zwiększającą moment siły.
Przekładnia ślimakowa
Przekładnia stożkowa
Przekładnia planetarna
Źródło: http://pl.wikipedia.org/
5
Problemy realizacji napędu
mechatronicznego z zastosowaniem
motoreduktorów
•Brak możliwości dokładnego zadania kąta
•Dokładność wykonania elementów mechanicznych - luz
•Tarcie w przekładniach
•Poślizgi w niektórych typach przekładni
6
Motoreduktor mechatroniczny
W napędach mechatronicznych zachodzi konieczność
obserwowania prędkości obrotowej i kąta.
Wynika z tego konieczność stosowania enkodera na osi silnika
lub wyjściowej osi motoreduktora.
7
Motoreduktor w roli aktora
Serwosilnik
enkoder 1
Obserwacja
kąta z dużą
dokładnością
Reduktor
(przekładnia)
enkoder 2
Elektronika
sterująca
Obserwacja i
kompensacja
luzów
8
Przykład aktora z motoreduktorem
Serwomechanizm
układ nastawiania kąta
obrotu w zamkniętej pętli
sprzężenia
Źródło: http://pl.wikipedia.org/
9
Motoreduktor w roli ramienia robota
hamulec
elektromagnetyczny
enkoder
1
Serwosilnik
Reduktor
(przekładnia)
enkoder 2
Elektronika
sterująca
wyłącznik
krańcowy
10
Schemat obwodu sterowania napędu
mechatronicznego
11
Przepływ sygnałów w obwodzie
sterowania napędu mechatronicznego
12
Cechy użytkowe napędu
mechatronicznego
Zastępowanie centralnego napędu mechanicznego (np. wału
napędowego) układem niezależnych motoreduktorów
mechatronicznych, synchronizowanych elektronicznie.
Rekonfiguracja cyfrowo sterowanego napędu jest szybsza i mniej
kosztowna od mechanicznego.
Możliwe jest programowe kompensowanie i usuwanie
niedokładności położenia.
13
Porównanie klasycznego napędu
mechanicznego z napędem
mechatronicznym
14