輸出扭矩提升的方式,可能采用直接增大伺服馬達的輸出扭矩方式,但這種方式不但必須使用昂貴的磁性材料,馬達還要有更強壯的結構,扭矩的增大正比于控制電流的增大,此時采用比較大的驅動器,功率電子組件和相關機電設備規(guī)格的增大,又會使控制系統(tǒng)的成本大幅增加。
理論上,提升伺服馬達的功率也是輸出扭矩提升的方式,可藉由增加伺服馬達兩倍的速度來使得伺服系統(tǒng)的功率密度提升兩倍,而且不需要增加驅動器等控制系統(tǒng)組件的規(guī)格,也就是不需要增加額外的成本。而這就需透過減速機的搭配來達到「減速并提升扭矩」的目的了。所以說,高功率伺服馬達的發(fā)展是必須搭配應用減速機,而非將其省略不用。
節(jié)省成本好處多
據(jù)了解,負載慣量的不當匹配,是伺服控制不穩(wěn)定的{zd0}原因之一。對于大的負載慣量,可以利用減速比的平方反比來調配{zj0}的等效負載慣量,以獲得{zj0}的控制響應。所以從這個角度來看,減速機為伺服應用的控制響應的{zj0}匹配。
此外,減速機還可有效解決馬達低速控制特性的衰減。由于伺服馬達的控制性會由于速度的降低,導致產生某程度上的衰減,尤其在對于低轉速下的訊號擷取和電流控制的穩(wěn)定性上,特別容易看出。因此,采用減速機能使馬達具有較高轉速。
從成本觀點,假設0.4KW的AC伺服馬達搭配驅動器,需耗費一單位設備成本,以5KW的AC伺服馬達搭配驅動器必須耗費15單位成本,但是若采用0.4KW伺服馬達與驅動器,搭配一組減速機就能夠達到前述耗費15個單位成本才能完成的事,在操作成本上節(jié)省50%以上。
因此使用者依其加工需求不同,決定選用的齒輪減速機產品。一般而言,在機臺運轉上有低速、高扭矩的需求,絕大部分采用齒輪減速機,而在高速、低扭矩的機臺上則較少采用齒輪減速機。
諧波減速機國內少見
諧波齒輪減速機,其基本結構由剛性內齒環(huán)、撓性外齒環(huán)、諧波發(fā)生器所組成。工作原理以諧波發(fā)生器為輸入構件,剛性內齒環(huán)為固定構件,撓性外齒環(huán)為輸出構建。其中撓性外齒環(huán)材料特殊、內外壁且薄,是此類減速機的技術核心,目前臺灣尚無可制造諧波齒輪減速機業(yè)者,漸伸線所生產的SPB系列「少齒差行星式減速機」,機械輸出特性介于諧波齒輪與擺線針輸之間,同樣可做到「零背隙」,為業(yè)界最接近諧波齒輪減速機之產品。
諧波減速機的特點,在于他的傳動精度高,傳動背隙值低。減速比高且范圍大,單及傳動的減速比為50~500。此外,傳動效率較蝸