伺服电机轴的固有频率对其性能有深远的影响。如果机器组件的固有频率比机器运行的频率高得多,则不会干扰机器性能。但是,当机器以接近组件自然频率的频率运行时,组件的性能可能会在每个周期之间变化。更重要的是,提高机器速度可能会导致组件剧烈振动,从而降低产品质量并导致机器停机。
虽然可以很容易地解决一些不匹配的问题,但在实际的生产机器中,通常不匹配可以达到100:1。当惯性不匹配的值很高时,可以明智地选择两个齿轮之间的齿轮比。伺服电机和负载可以将惯性不匹配降低到更可接受的水平。
将机器从机械轴转换为伺服控制轴时,可能需要复杂的数字滤波器来提供与过程需求一致的轴性能。有时有必要调整伺服放大器的动态参数,以小化或消除由于惯性失配引起的振荡负载的影响。数字伺服放大器能够适应广泛的调整范围,这增加了找到设置或滤波器使轴性能的可能性。
在该尿布制造机的简化示例中,说明了用电子伺服电机轴代替线轴的优点。最初,该机器配备了多个线轴,这些线轴驱动三个切刀,这些切刀将传入的纤网材料修剪成一定尺寸,一个用于密封三层尿布的单元,一个粘性标签定位器,最后是一个折叠单元。
尿布机设计为单用途机。重新配置机器以生产不同尺寸或设计的尿布意味着要从生产中移出机器,更换齿轮和轴,并修改凸轮。此过程通常需要四个星期,然后必须重新调试机器。
使用高性能运动控制器和伺服电机轴重新设计机器,驱动各种机器单元,将产品转换时间从4周减少到大约4小时。另外,电子凸轮产生了机械设计无法产生的运动,从而提高了产品质量。同样,借助菜单系统,只需输入产品代码,即可为整机设置整个机器。而且,根据原型生产数据,可以优化驱动每个轴的电动机的尺寸。
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