多軸同步協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的常用方法
編輯保證多軸同步協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的常用方法主要分為兩大類:機(jī)械方式和電氣方式。
機(jī)械式同步
機(jī)械式同步出現(xiàn)較早,它主要通過在運(yùn)動(dòng)軸之間添加物理連接來實(shí)現(xiàn)。該方法往往使用一臺(tái)大功率電機(jī)作為動(dòng)力來源,并通過齒輪、鏈條、皮帶等機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。改變這些機(jī)械環(huán)節(jié)的特性,就可以使整個(gè)系統(tǒng)的傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)速等參數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)變化。在工作時(shí),如果某個(gè)從運(yùn)動(dòng)軸的負(fù)載受到擾動(dòng),該擾動(dòng)將會(huì)通過機(jī)械環(huán)節(jié)傳遞給主軸,從而改變主軸的輸出。由于主軸和從軸之間均存在機(jī)械連接,因此其它從動(dòng)軸的輸出也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化,從而起到同步控制的效果。
從機(jī)械式同步控制方法的實(shí)現(xiàn)原理可知,該方法具有原理簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也存在以下不足:
1)由于機(jī)械式同步一般只使用單一的動(dòng)力元件,導(dǎo)致各從軸所分配到的功率相對(duì)較小,限制了它們帶動(dòng)負(fù)載的能力;
2)機(jī)械同步系統(tǒng)中的傳動(dòng)環(huán)節(jié)一般采用接觸式連接,工作時(shí)所產(chǎn)生的摩擦不僅會(huì)造成能量的損耗,還會(huì)磨損傳動(dòng)零部件,影響同步性能,縮短系統(tǒng)使用壽命,不利于維護(hù)保養(yǎng);
3)由于采用機(jī)械式連接,該種同步方法的結(jié)構(gòu)比較固定,參數(shù)不易調(diào)節(jié)。若需要對(duì)其做出修改,則必須增加或者移去某些機(jī)械零部件,操作較為繁瑣。另外機(jī)械連接也會(huì)受到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸的限制,難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離同步控制。
電氣式同步
隨著科技的進(jìn)步,尤其是伺服數(shù)控技術(shù)的迅速發(fā)展,科研人員提出了電氣式同步控制方法,有效解決了機(jī)械式同步所存在的問題。電氣式同步控制主要由一個(gè)核心控制器以及與其相連的若干個(gè)子單元組成,每個(gè)子單元都有一個(gè)獨(dú)立電機(jī)來驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)軸。設(shè)計(jì)人員通過編寫相應(yīng)程序,使得各子單元在核心控制器的協(xié)調(diào)下工作,保證運(yùn)動(dòng)軸的同步運(yùn)行。由于每個(gè)軸都由單獨(dú)的電機(jī)驅(qū)動(dòng),因此該種方法帶動(dòng)負(fù)載的能力有了顯著提高,且簡(jiǎn)化了設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)精度更高,同步性更好的控制。電氣式同步涉及到了很多學(xué)科的綜合知識(shí),具有巨大的發(fā)展前景,可以在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用。