在这里，我们在指定伺服电机耦合时解决考虑因素，以满足伺服要求 - 不断发展的规格，这一直变得更加苛刻。
产品规划和开发的丹羽哲也导演•
Kei Yamada•产品经理 - 产品规划和开发
Hiroki Goto•工程专家
Paulo Castelo•技术解决方案主管
由Lisa Eitel编辑
挠性接头紧固机的驱动轴和将转矩传递，同时允许多种形式错位如侧向，角度和轴向。基于应用需求的各种弹性联轴器类型已经被开发出来。
用于具有特定反馈机制的伺服系统中使用的联轴器通常选择它们的静态扭转刚度和无间隙功能 - 高精度和高速应用的整体要求。因此，设计工程师经常选择用于静态扭转刚度的椎间盘联轴器。但伺服电动机的最近技术改进急剧改善了速度响应频率。这里，当设计者将增加的增益设置应用于伺服系统并使用诸如盘或波纹管型联轴器的高静态扭转刚度联接器时，振动（也称为狩猎）趋于出现。
要解决狩猎的一种方式，而在高增益设置操作伺服系统包括带有减震技术的耦合器的。正如我们将探究设置为设计用于半导体制造设备和其它设计精密自动化高响应强制伺服系统特别Excel中，高增益橡胶联轴器。
稳定时间 - 及其对生产力的影响
集成阻尼技术在联接器可以大大减少稳定时间 - 而这又提高了机器的轴的速度和一般生产率。
只是考虑滚珠丝杠和伺服系统的进给螺杆机之间的相互作用。对于使用两个伺服电动机和滚珠丝杠，理想地在确切根据伺服电机命令的操作进行进料螺杆相关的应用程序。但现实世界中的设置经常看到命令延迟执行 - 在所谓的稳定时间错误的定位的一个因素。
较高的伺服增益和高响应操作需要最大限度地减少稳定时间 - 但大幅增益增加实际刺激的狩猎适得其反的现象。该狩猎有效歪曲机械运行平衡，篮伺服电机控制。因此，增加的增益，同时抑制狩猎需要系统的调整，以伺服电机的参数 - 包括机械耦合特性。
从左到右这里有圆盘式，波纹管式和高增益橡胶式联轴器。设计工程师倾向于使用盘联轴器的静态扭转刚度。但打猎时趋于增益设置被应用于使用高的静态抗扭刚度联轴器这种盘或波纹管类型的伺服系统产生。
测试显示当伺服电机通过盘或波纹管耦合驱动设计时，提高增益趋于容易地导致狩猎。因此，在这里，传统方法是切换到具有较高扭转刚度的耦合，作为提高整个旋转轴的刚度的方式。然而，全系统扭转刚度取决于滚珠丝杠的扭转刚度。
该特征中的表格标题为“整个系统的扭转刚度”，显示了包含各种联轴器的完整示例系统的计算扭转值。与高增益橡胶型耦合值为240N·m / rad的高增益橡胶型耦合值相比，在该示例设置中的盘耦合的扭转值为450n·m / rad。只有检查这些值，一个人都会得出结论，圆盘耦合具有较高的扭转刚度值的1.9倍。事实上，对于前者的总系统扭转刚度为79 n·m / rad，后者为68 n.m / rad - 因此实际差异仅为1.2倍。
实际上，滚珠丝杠的扭转刚度是影响系统扭转刚度的更主导的确定因素 - 而不是联接器。
这意味着简单地将耦合与固有的较高扭转刚度值改变到一个，可能不充分地改善系统扭转刚度......也可能不会防止狩猎。但伺服电机（特别是响应频率）的技术进步增加了对振动阻尼的需求（作为避免狩猎的方式）。最终，振动阻尼加上足够的扭转刚度允许精确的位置重复性 - 特别是在用于定位的轴上有用。事实上，我们进行了广泛的测试，以验证耦合静态扭转刚度与致动器的定位重复性之间的关系。
我们在此功能中详细说明的测试方法涉及JIS B 6192协议;测试设备包括制造商的三种不同的耦合类型。停止位置精度测量七次。然后计算最大值和最小值之间的传播，并在测试结果中进行了相应的值和报告的值。请参阅此功能的图表。位置的起源是在最大范围线性行程的中心和边缘。测试参数的最大值表示为±值。
从测试结果请注意，静态扭转刚度不严重影响驱动器上的定位重复性。事实上，我们在我们的结果中引用的亚微米变化可能从驱动器的精度限制出现。
高增益橡胶耦合结构
高增益橡胶联轴器具有集成结构，其包括在两侧具有减振橡胶，防止齿隙成型铝轮毂 - 但保持柔性。内衬橡胶内部爪状结构优化了扭转刚度和阻尼。
BODE图说明了为什么高增益橡胶联轴器增加伺服电机的增益超出与具有更高扭转刚度值的可比较的盘联接器的容量。在0 dB之间的增益宽度和凸形图中存在相位延迟的点为-180° - 这称为增益余量。伺服系统的一般指南建议获得10到20 dB之间的利润率。随着伺服电动机增益增加，获得裕度降低。当增益边缘低于10 dB时，往往会发生狩猎。
将光盘式耦合到高增益橡胶型耦合的增益裕度的光盘型耦合的极限增益（其伺服增益）进行比较。请注意，17.40 dB的高增益橡胶型耦合超越了盘式耦合的9.90 DB值。因为增益裕度高于10dB，所以高增益橡胶型的伺服电动机增益可以超过盘耦合的伺服电动机增益 - 因此缩短了稳定时间和增加产量。
标题为“根据耦合型和伺服电动机增益的稳定时间差异”的表格显示通过耦合类型和伺服电动机增益显示稳定时间偏差。如果伺服电动机收益相等，则由于耦合差异导致的稳定时间没有差异。然而，当比较伺服电动机限制增益时，稳定时间为12毫秒，用于光盘型限制增益（25）和3毫秒，用于高增益橡胶型限制增益（32）。抑制狩猎的高增益橡胶类型，提高伺服电机增益更有效地减少稳定时间。
我们对实际系统进行了额外的测试，包括轴沿轴直径为15mm和100-W伺服电动机的轴直径延伸的轴。该试验以3,000 rpm的电机运行;加速度和减速时间为50毫秒;工件载荷为3.0千克;以及载荷惯性矩的比例：3.5。有关特定结果，请参阅表格。
简而言之，橡胶具有耐用性......和橡胶作为联轴器中的子组件有效地赋予阻尼性能。自2007年高增益联轴器的出现以来，材料的数据已经积累了。扭矩与角度的曲线表明，即使在108次驱动试验之后，由于包括材料的联轴器的橡胶劣化，也没有降低性能。
知道，在将来，伺服电机需要更高的频率响应 - 以及对更高的精度和更高速度的需求。因此，工业将继续要求耦合技术，融合高扭转刚度和高水平阻尼性能，以保持峰值伺服系统性能。有关详细信息，请参阅2017年NBK General目录中的Atsushi Matsubara的2008件，“精密定位和饲料系统的设计和控制”和Nabeya Bi-Tech Kaisha技术数据。
美国NBK
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提交：耦合提示那滚珠丝杠•铅螺钉
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