¿Qué efecto tiene la ganancia en el rendimiento?
Cuanto mayor sea la ganancia, menor será el error (E) necesario para romper la fricción o mantener la velocidad. El error necesario para
romper la fricción afectará a la precisión de la posición al final de un movimiento, lo que lo convierte en un factor importante en
lograr la repetibilidad. El error para romper la fricción estática se puede medir con el bucle cerrado cambiando lentamente
el comando (C) por su menor incremento mientras se observa la acumulación del error (E). Como se señaló
anteriormente, un bucle de velocidad tendrá un impacto importante en el error requerido para romper la fricción. Esta prueba debe ser
realizada en varios puntos a lo largo del recorrido, ya que las variaciones mecánicas harán que la fricción de despegue
cambie.
Otro problema común es la caza nula, un fenómeno en el que un eje se mueve hacia adelante y hacia atrás con un
forma de onda cuadrada a baja frecuencia. Esto suele ser causado por que la fricción de despegue o estática sea
significativamente mayor que la fricción de funcionamiento. Esencialmente, el error se acumula para romper la fricción, pero una vez
que comienza el movimiento, el error es más de lo necesario para mantener la velocidad deseada, por lo que se excede la posición deseada
Esto continúa repitiéndose en ambas direcciones. Se puede evitar reduciendo la ganancia, sin embargo
reducir la ganancia también afectará a la precisión. Reducir la relación de fricción estática a funcionamiento puede ser
logrado con rodamientos de rodillos o, como es más común ahora, mediante el uso de un material de revestimiento especial como
una de las superficies de los rodamientos. De esta manera se puede lograr una relación estática a funcionamiento de 1,01 o menos.
La precisión durante el movimiento es una preocupación en muchas aplicaciones. Cortar metal, enrutar madera, grabar vidrio,
y los bordes de las obleas de silicio de esmerilado son ejemplos donde se requiere una precisión extrema durante el movimiento. A
servo con una ganancia de 1 IPM/MIL tendrá 0,001" de error cuando viaje a 1 IPM, 0,01" a 10 IPM y
0,1" a 100 IPM. Se deduce que la mejor precisión se puede lograr manteniendo bajas las velocidades y la ganancia
alta. Esta es una buena generalidad, pero no siempre es tan simple de lograr.
Configuración del sistema servo
El siguiente diagrama ilustra un sistema servo en detalle:
(1) Sistema controlado: Sistema mecánico para el cual se va a controlar la posición o la velocidad. Esto incluye un sistema de accionamiento que transmite el par motor desde un servomotor.
(2) Servomotor: Un actuador principal que mueve un sistema controlado. Hay dos tipos disponibles: servomotor de CA y servomotor de CC.
(3) Detector: Un detector de posición o velocidad. Normalmente, se utiliza un codificador montado en un motor como detector de posición.
(4) Servomplificador: Un amplificador que procesa una señal de error para corregir la diferencia entre una referencia y los datos de retroalimentación y opera el servomotor en consecuencia. Un servomplificador consta de un
comparador, que procesa las señales de error, y un amplificador de potencia, que opera el servomotor.
(5) Controlador host: Un dispositivo que controla un servomplificador especificando una posición o velocidad como punto de ajuste.
Los componentes del servo (1) a (5) se describen a continuación:
(1) Sistema controlado
En la figura anterior, el sistema controlado es una mesa móvil para la cual se controla la posición o la velocidad. La mesa móvil es impulsada por un husillo de bolas y está conectada al servomotor a través de engranajes.
Por lo tanto, el sistema de accionamiento consta de:
Engranajes + Husillo de bolas
Este sistema de accionamiento se utiliza más comúnmente porque la relación de transmisión de potencia (relación de engranajes) se puede configurar libremente para garantizar una alta precisión de posicionamiento. Sin embargo, el juego en los engranajes debe minimizarse.
El siguiente sistema de accionamiento también es posible cuando el sistema controlado es una mesa móvil
acoplamiento + husillo de bolas
Cuando la relación de transmisión de potencia es 1:1, un acoplamiento es útil porque no tiene juego.
Este sistema de accionamiento se utiliza ampliamente para máquinas herramienta.
Para desarrollar un excelente sistema servo, es importante seleccionar un sistema de accionamiento rígido que no tenga juego. Configure el sistema controlado utilizando un sistema de accionamiento adecuado para el propósito de control.
Correa dentada + rosca de tornillo trapezoidal
Una correa dentada es un dispositivo de acoplamiento que permite que la relación de transmisión de potencia se establezca libremente y que no tiene juego.
Una rosca de tornillo trapezoidal no proporciona una excelente precisión de posicionamiento, por lo que puede tratarse como un dispositivo de acoplamiento menor.
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