Máy quay là thiết bị quan trọng cho thử nghiệm chính xác và sản xuất tự động trong các lĩnh vực như hàng không vũ trụ, lái xe tự trị và điện tử tiêu dùng.Hiệu suất của chúng trực tiếp quyết định độ chính xác thử nghiệm và hiệu quả sản xuấtTrong quá trình lựa chọn, nhiều người dùng rơi vào quan niệm sai lầm rằng "càng cao các thông số, càng tốt", dẫn đến chi phí lãng phí hoặc thiết bị không phù hợp với yêu cầu.Bài viết này tập trung vào ba thông số lựa chọn quan trọng nhất cho bàn xoays??tải,góctỷ lệ , vàquyết địnhVà cung cấp một quphương pháp lựa chọn đối lập dựa trên các kịch bản ứng dụng để giúp các công ty phù hợp chính xác với nhu cầu của họ.

I. Các thông số tải: Khả năng chịu tải quyết định sự ổn định của thiết bị; nó không phải là "lớn hơn, an toàn hơn".

Trọng lượng là tiêu chí lựa chọn cơ bản nhất cho máy quay, trực tiếp ảnh hưởng đến sức mạnh cấu trúc của chúng, tuổi thọ hệ thống ổ đĩa và sự ổn định hoạt động."gánh nặng" không chỉ đề cập đến trọng lượng của vật thể được hỗ trợ, nhưng bao gồm ba chiều chínhion:tải tĩnh,tải năng động, vàtải trọng lập dịCả ba.phải được đáp ứng đồng thời; không có gì có thể bỏ qua.

1Trọng lượng tĩnh: Được tính trên cơ sở "capacity load thực tế + redundancy an toàn".

Trọng lượng tĩnh đề cập đến trọng lượng tối đa mà bàn xoay có thể chịu được một cách ổn định khi đứng yên, và nó phục vụ như một tiêu chuẩn cho thiết kế cấu trúc thiết bị.Trọng lượng thực tế của mảnh bị thử nghiệm/sử dụng phải được xác định trước, sau đó là trọng lượng của các thiết bị, công cụ và các thiết bị khácCác thành phần xiliary, cuối cùng dành một20% đến 30% biên an toànVí dụ:e, nếu tổng trọng lượng của mảnh và công cụ là 80 kg,một bàn xoay với tải tĩnh ít nhất 100-104 kg nên được chọn để tránh biến dạng cấu trúc cơ học do hoạt động đầy tải lâu dài.

Lưu ý đặc biệt: "đánh tải tối đa" được đánh dấu bởi một số nhà sản xuất là tải đỉnh ngay lập tức.là chỉ số chính cho hoạt động lâu dài.

2Trọng lượng động: Khớp với các yêu cầu truyền lực trong điều kiện chuyển động.

Khi bàn xoay đang chuyển động như khởi động, tăng tốc hoặc giảm tốc, nó tạo ra lực quán tính và yêu cầu tải vào thời điểm này được gọi là tải động.Trọng lượng động thường tương quan tích cực với gia tốc góc (tỷ lệthay đổi vận tốc góc), và công thức tính toán có thể được đơn giản hóa thành:Trọng lượng động = Trọng lượng tĩnh × (1 + gia tốc góc × bán kính / gia tốc hấp dẫn)(có thể áp dụng cho các kịch bản tốc độ thấp đến tốc độ trung bình).

Trong các kịch bản chuyển động tần số cao như dây chuyền sản xuất tự động, bỏ qua tải năng động có thể dễ dàng dẫn đến các vấn đề như máy quay stArt-stop jamming và giảm độ chính xác định vị. Ví dụ: đối với một máy quay thử nghiệm thành phần điện tử nhất định, tổng trọng lượng của mảnh làm việc là 50kg, gia tốc góc là 10rad / s2,và bán kính mang của bàn xoay là 0,2m. Do đó, tải động khoảng 50 × ((1 + 10 × 0,2/ 9,8)≈ 60,2kg, và một mô hình với tải động ≥ 60,2kg nên được chọn.

3. ra khỏi trung tâm.LOad:Giải quyếtnhững rủi ro ẩn của "Trung tâm trọng lực di chuyển"

Nếu trung tâm trọng lực của phần làm việc không trùng với trung tâm quay của bàn xoay, mộtoff-centerTôi.Khi lựa chọn một bàn xoay, nên chú ý đến "tỷ lệ trật tự trung tâm tối đa được phép".khoảng cáchNếu khoảng cách thực tế xa trung tâm vượt quá tiêu chuẩn, một bàn xoay với cấu trúc bù trừ khoảng cách xa trung tâm nên được chọn,hoặc vị trí trung tâm trọng lực nên được điều chỉnh thông qua thiết kế công cụ.

Kịch bản điển hình: Trong thử nghiệm các thành phần hàng không vũ trụ, mảnh làm việc có mộtKhoảng cách ra khỏi trung tâmTrong trường hợp này, cần phải chọn một bàn xoay vớira khỏi trung tâmKhả năng chịu tải lớn hơn hoặc bằng với khả năng chịu tải thực tếra khỏi trung tâm mô-men xoắnđể tránh biến dạng dữ liệu thử nghiệm.

II. Tốc độ góc: Khớp động "yêu cầu độ chính xác" và "mục tiêu hiệu quả"

Tốc độ góc xác định hiệu quả hoạt động của bàn xoay, nhưng việc lựa chọn của nó phải dựa trên tiền đề "đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác", thay vì chỉ đơn giản theo đuổi tốc độ cao.Cần phải đưa ra một đánh giá toàn diện dựa trên "chế độ chuyển động" của kịch bản ứng dụng (chuyển động đồng bộ / chuyển động biến đổi / chuyển động gián đoạn), kết hợp với ba chỉ số chính:Tốc độ góc tối đa,gia tốc góc, vàĐộ chính xác chuyển động đồng nhất.

1. Tốc độ góc tối đa: Phân biệt giữa "giá trị đỉnh ngay lập tức" và "giá trị hoạt động liên tục"

"Tốc độ góc tối đa" được liệt kê bởi các nhà sản xuất thường là một giá trị đỉnh tức thời, trong khi trong các ứng dụng thực tế, "tốc độ góc hoạt động liên tục" nên được xem xét.Ví dụ:, một máy quay thử nghiệm lidar nhất định có thể đạt tốc độ góc tối đa 300 ° / s, nhưng nếu nó vượt quá 150 ° / s trong quá trình hoạt động liên tục, động cơ dễ bị quá nóng.cần phải chọn mô hình vận tốc góc liên tục phù hợp dựa trên thời gian làm việc liên tục hàng ngày (8 giờ/12 giờ).

Các kịch bản tốc độ thấp (< 10°/s): chẳng hạn như kiểm tra các thành phần quang học chính xác, ưu tiên phải đảm bảo sự ổn định vận tốc góc, và một bàn xoay với sai số vận tốc đồng đều ≤ ± 0,1 ° / s nên được chọn;

Các kịch bản tốc độ trung bình (10°/s~100°/s): như dây chuyền lắp ráp tự động, cần phải cân bằng hiệu quả và độ chính xác.

Các kịch bản tốc độ cao (> 100°/s): Đối với thử nghiệm điều hướng quán tính, nên chú ý đến mức cân bằng động của bàn xoay (ít nhất là mức G4 hoặc cao hơn) để giảm nhiễu rung trong quá trình xoay tốc độ cao.

2. Tốc độ góc: Một chỉ số quan trọng ảnh hưởng đến "tốc độ phản ứng"

Trong các kịch bản chuyển động gián đoạn (như định vị phần làm việc và thử nghiệm từng bước), gia tốc góc trực tiếp xác định tốc độ phản ứng của máy quay.trong một dây chuyền sản xuất cảm biến ô tô nhất định, máy quay cần tăng tốc từ nghỉ đến 50 ° / s trong vòng 0,5 giây và sau đó giảm tốc trở lại nghỉ.25 = 200°/s2 (tăng và giảm tốc mỗi lần là 0Một bàn xoay với gia tốc góc ≥ 200°/s2 phải được chọn để đảm bảo rằng thời gian chu kỳ sản xuất đáp ứng các yêu cầu.

3. Độ chính xác tốc độ đồng nhất: "mức ngưỡng cốt lõi" cho các kịch bản chính xác cao

Trong các kịch bản như quét radar và mô phỏng quan sát thiên văn, độ chính xác tốc độ đồng bộ của máy quay ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thu thập dữ liệu.Độ chính xác tốc độ đồng nhất thường được thể hiện như "tỷ lệ biến động tốc độ," là tỷ lệ phần trăm độ lệch tối đa giữa vận tốc góc thực tế và vận tốc góc đặt trong quá trình vận hành.Nếu một thử nghiệm radar đòi hỏi độ chính xác tốc độ đồng nhất ≤ ± 0.05%, và vận tốc góc đặt là 100 ° / s, sau đó biến động vận tốc góc thực tế cần phải được kiểm soát giữa 99,95 ° / s và 100,05 ° / s. Trong trường hợp này,một bàn xoay sử dụng một động cơ servo và một bộ mã hóa chính xác cao cho điều khiển vòng kín nên được chọn.

III. Chế độ phân giải: "thang đo số lượng" của độ chính xác phải phù hợp chặt chẽ với "yêu cầu đo".

Phân giải của một bàn xoay được chia thànhĐộ phân giải đo vị trí gócvàđộ phân giải điều khiển vị trí gócĐầu tiên phản ánh góc quay tối thiểu mà bàn xoay có thể đạt được, trong khi latter phản ánh độ chính xác điều chỉnh của hệ thống điều khiển. hai phải làm việc cùng nhau để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng và tránh chi phí tăng do "sự phân giải quá mức".

1Độ phân giải đo vị trí góc: Tiêu chí lựa chọn dựa trên "đơn vị đo nhỏ nhất".

The resolution of angular position measurement is determined by the turntable's transmission mechanism (such as a harmonic reducer or ball screw) and the angular position measuring device (such as a photoelectric encoder or rotary transformer)Khi lựa chọn thiết bị, "yêu cầu đo góc tối thiểu" của mảnh bị thử nghiệm phải được xác định rõ ràng, và một sự dư thừa độ chính xác 10% đến 20% nên được dành riêng.

2. Độ phân giải điều khiển vị trí góc: Tránh ngắt kết nối giữa "chính xác phần cứng" và "chính xác điều khiển".

Ngay cả khi độ phân giải đo vị trí góc của bàn xoay đáp ứng tiêu chuẩn, vị trí chính xác cao không thể đạt được nếu độ phân giải điều khiển của hệ thống điều khiển là không đủ.Phân giải điều khiển phụ thuộc vào độ chính xác tính toán và tương đương xung của bộ điều khiểnVí dụ, một máy quay sử dụng bộ mã hóa tuyệt đối 17 bit có độ phân giải điều khiển lý thuyết là...

360°/(217) = 360°/131072 ≈ 0,0027°

Nó cần được ghép nối với một bộ điều khiển hỗ trợ xử lý dữ liệu 17 bit để tận dụng đầy đủ những lợi thế của độ chính xác phần cứng.

3Sự phối hợp của độ phân giải và tốc độ góc: Một sự cân bằng chính xác cho tốc độ caoShình ảnh

Trong các kịch bản hoạt động tốc độ cao, độ phân giải quá cao có thể dẫn đến sự chậm trễ phản hồi trong hệ thống điều khiển.Ví dụ:, trong một máy quay thử nghiệm mô phỏng tên lửa tốc độ cao với tốc độ góc 500 ° / s, chọn độ phân giải cực cao 0,0001 ° sẽ yêu cầu bộ điều khiển xử lý 5,000Trong trường hợp này, việc chọn độ phân giải 0,001 ° đáp ứng cả các yêu cầu về độ chính xác thử nghiệm và đảm bảo hoạt động hệ thống ổn định.

IV. Lý thuyết của việc lựa chọn phối hợp ba thông số chính và kỹ thuật để tránh những cạm bẫy

Trọng lượng, vận tốc góc và độ phân giải của máy quay không độc lập nhưng liên quan lẫn nhau và hạn chế lẫn nhau.tăng tải sẽ làm giảm tốc độ góc tối đa của bàn xoay và độ chính xác; tăng độ phân giải có thể hạn chế hiệu suất tốc độ cao. do đó, lựa chọn nên tuân theo nguyên tắc "nhu cầu đầu tiên, điều phối phù hợp", tránh những quan niệm sai lầm phổ biến sau:

1Các mẹo để tránh những cạm bẫy: Tránh "đặt parameter" và tập trung vào "nhu cầu thực tế".

Một số người sử dụng mù quáng theo đuổi "nhiệm vụ tối đa", "tốc độ góc cao nhất" và "cải cách cao nhất", dẫn đến sự gia tăng 30% đến 50% chi phí mua sắm thiết bị,trong khi chỉ có 50% hiệu suất thực sự được sử dụngCách tiếp cận chính xác là đầu tiên làm rõ các yêu cầu cốt lõi (ví dụ, ưu tiên độ phân giải cho thử nghiệm chính xác, và ưu tiên vận tốc góc và tải cho các dây chuyền sản xuất),và sau đó chọn các thông số dựa trên các yêu cầu đó, thay vì làm ngược lại.

2Phương pháp xác minh: Yêu cầu nhà sản xuất cung cấp "đường cong đặc điểm tải".

Các nhà sản xuất có uy tín sẽ cung cấp đường cong đặc trưng tải cho máy quay của họ,Chỉ rõ dữ liệu như tốc độ góc tối đa dưới tải trọng khác nhau và sự thay đổi trong độ chính xác ở các tốc độ góc khác nhauVí dụ, một bàn xoay có thể có tốc độ góc tối đa là 200 ° / s dưới tải 50kg, nhưng tốc độ góc tối đa giảm xuống 100 ° / s dưới tải 100kg.người ta có thể trực quan xác định xem máy quay phù hợp với nhu cầu của họ và tránh bị đánh lừa bởi các nhà sản xuất "đảng cáo một tham số. "

V. Kết luận: Công thức vàng cho Turntcó thể Chọn

Lựa chọn chính xác = Xác định rõ các yêu cầu cốt lõi (chính xác / hiệu quả / dung lượng tải) + Xác định số lượng ba thông số chính (20% dư thừa tải, chế độ chuyển động phù hợp với vận tốc góc,độ phân giải được so sánh với đơn vị đo nhỏ nhất) + Xác minh các đặc điểm cộng tác (đường cong đặc điểm tải)Thông qua phân tích tham số và logic lựa chọn được trình bày trong bài viết này, các doanh nghiệp có thể tránh được những cạm bẫy và chọn một bàn xoay cung cấp "sự phù hợp hiệu suất và chi phí tối ưu," cung cấp hỗ trợ thiết bị ổn định và đáng tin cậy cho sản xuất và thử nghiệm.