Quel est l'effet du gain sur les performances ?
Plus le gain est élevé, moins l'erreur (E) est nécessaire pour vaincre le frottement ou maintenir la vitesse. L'erreur nécessaire pour
vaincre le frottement affectera la précision de la position à la fin d'un mouvement, ce qui en fait un facteur majeur dans
l'obtention de la répétabilité. L'erreur pour vaincre le frottement statique peut être mesurée avec la boucle fermée en modifiant lentement
la commande (C) par son plus petit incrément tout en observant l'accumulation de l'erreur (E). Comme noté
précédemment, une boucle de vitesse aura un impact majeur sur l'erreur nécessaire pour vaincre le frottement. Ce test doit être
effectué à plusieurs points le long du trajet, car les variations mécaniques feront varier le frottement de rupture.
Un autre problème courant est la chasse nulle, un phénomène dans lequel un axe se déplace d'avant en arrière avec un
signal carré à basse fréquence. Ceci est généralement causé par le frottement de rupture ou statique étant
significativement plus élevé que le frottement de roulement. Essentiellement, l'erreur s'accumule pour vaincre le frottement, mais une fois
le mouvement commence, l'erreur est plus que nécessaire pour maintenir la vitesse souhaitée, de sorte qu'elle dépasse la position souhaitée
position. Cela continue de se répéter dans les deux sens. Cela peut être évité en abaissant le gain, cependant
abaisser le gain affectera également la précision. Abaisser le rapport du frottement statique au frottement de roulement peut être
réalisé avec des roulements à rouleaux ou, comme c'est plus courant maintenant, grâce à l'utilisation d'un matériau de revêtement spécial comme
l'une des surfaces de roulement. Un rapport statique/roulement de 1,01 ou moins est réalisable de cette manière.
La précision pendant le mouvement est une préoccupation dans de nombreuses applications. La coupe du métal, le routage du bois, la gravure du verre,
et le meulage des bords de plaquettes de silicium sont des exemples où une extrême précision pendant le mouvement est requise. Un
servo avec un gain de 1 IPM/MIL aura 0,001" d'erreur lorsqu'il se déplace à 1 IPM, 0,01" à 10 IPM et
0,1" à 100 IPM. Il s'ensuit que la meilleure précision peut être obtenue en maintenant les vitesses basses et le gain
élevé. C'est une bonne généralité, mais pas toujours aussi simple à réaliser.
Configuration du système servo
Le schéma suivant illustre en détail un système servo :
(1) Système contrôlé : Système mécanique dont la position ou la vitesse doit être contrôlée. Cela comprend un système d'entraînement qui transmet le couple d'un servomoteur.
(2) Servomoteur : Un actionneur principal qui déplace un système contrôlé. Deux types sont disponibles : servomoteur CA et servomoteur CC.
(3) Détecteur : Un détecteur de position ou de vitesse. Normalement, un codeur monté sur un moteur est utilisé comme détecteur de position.
(4) Amplificateur servo : Un amplificateur qui traite un signal d'erreur pour corriger la différence entre une référence et des données de rétroaction et fait fonctionner le servomoteur en conséquence. Un amplificateur servo se compose d'un
comparateur, qui traite les signaux d'erreur, et d'un amplificateur de puissance, qui fait fonctionner le servomoteur.
(5) Contrôleur hôte : Un appareil qui contrôle un amplificateur servo en spécifiant une position ou une vitesse comme point de consigne.
Les composants servo (1) à (5) sont décrits ci-dessous :
(1) Système contrôlé
Dans la figure précédente, le système contrôlé est une table mobile dont la position ou la vitesse est contrôlée. La table mobile est entraînée par une vis à billes et est connectée au servomoteur via des engrenages.
Ainsi, le système d'entraînement se compose de :
Engrenages + Vis à billes
Ce système d'entraînement est le plus couramment utilisé car le rapport de transmission de puissance (rapport d'engrenage) peut être librement défini pour garantir une grande précision de positionnement. Cependant, le jeu dans les engrenages doit être minimisé.
Le système d'entraînement suivant est également possible lorsque le système contrôlé est une table mobile :
Accouplement + Vis à billes
Lorsque le rapport de transmission de puissance est de 1 :1, un accouplement est utile car il n'a pas de jeu.
Ce système d'entraînement est largement utilisé pour les machines-outils.
Pour développer un excellent système servo, il est important de sélectionner un système d'entraînement rigide qui n'a pas de jeu. Configurez le système contrôlé en utilisant un système d'entraînement approprié pour le but du contrôle.
Courroie de distribution + Filetage de vis trapézoïdale
Une courroie de distribution est un dispositif d'accouplement qui permet de régler librement le rapport de transmission de puissance et qui n'a pas de jeu.
Un filetage de vis trapézoïdale ne fournit pas une excellente précision de positionnement, il peut donc être traité comme un dispositif d'accouplement mineur.
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