Bersiap dalam Desain Kontrol Gerak

Apa Keuntungan Menggunakan Gearhead?

Perkiraan mengatakan bahwa hanya sekitar sepertiga dari sistem kontrol gerak yang beroperasi menggunakan persneling, meskipun ada alasan bagus untuk melakukannya. Misalnya, jika sistem kontrol gerak Anda harus bekerja pada 1.000 rpm atau kurang, penggunaan kepala roda gigi akan menguntungkan. Sebaiknya gunakan roda gigi saat merancang sistem yang memiliki batasan ukuran. Memasangkan kepala roda gigi dengan motor servo atau menggunakan motor roda gigi terintegrasi dapat memungkinkan Anda menggunakan motor yang lebih kecil, sehingga mengurangi ukuran sistem.
Keuntungan menggunakan kepala roda gigi dengan servo dalam sistem kontrol gerakan meliputi:

• Perkalian torsi. Gearhead dapat memberikan keuntungan mekanis saat dipasang ke poros keluaran motor. Itu karena jumlah roda gigi dan gigi pada masing-masing roda gigi memberikan keuntungan mekanis yang ditentukan oleh rasio. Katakanlah sebuah motor dapat menghasilkan torsi 100 in.-lbs, dan gearhead rasio 5:1 terpasang. Bergantung pada efisiensi kepala roda gigi, torsi yang dihasilkan akan mendekati 500 in-lbs. Penggunaan kepala roda gigi menghasilkan keluaran torsi yang lebih tinggi dalam amplop yang lebih kecil.
• Pengurangan RPM. Gearhead sering disebut sebagai peredam gigi karena meningkatkan output torsi sekaligus menurunkan rpm motor. Misalnya, saat motor berjalan pada 1.000 rpm dan dipasang kepala roda gigi rasio 5:1, kecepatan keluarannya adalah 200 rpm. Pengurangan kecepatan tersebut dapat meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan. Dalam contoh baru-baru ini, mekanisme penggilingan batu mengharuskan motor bekerja pada 15 rpm. Kecepatan yang lambat mempersulit putaran roda gerinda karena motor cenderung bergigi. Di sini, menggunakan kepala persneling 100:1 menyebabkan motor bekerja pada 1.500 rpm, menghasilkan putaran yang mulus dan terus menerus.
• Pencocokan inersia. Sekitar lima belas tahun terakhir ini produsen motor servo telah memperkenalkan bahan ringan, lilitan tembaga padat, dan magnet berenergi tinggi. Oleh karena itu, motor servo menghasilkan lebih banyak torsi relatif terhadap ukuran rangka dibandingkan sebelumnya, sehingga menghasilkan ketidaksesuaian inersia yang lebih besar antara motor servo dan beban yang dikontrolnya.

Ingatlah bahwa inersia adalah ukuran resistensi objek terhadap perubahan apa pun dalam gerakannya dan merupakan fungsi dari bentuk dan massa objek. Semakin besar inersia suatu benda, semakin besar jumlah torsi yang dibutuhkan untuk mempercepat atau memperlambat benda tersebut.
Bila inersia beban jauh lebih besar daripada inersia motor, hal itu dapat menyebabkan overshoot yang berlebihan atau meningkatkan waktu penyelesaian. Kedua kondisi tersebut menurunkan throughput jalur produksi.
Di sisi lain, ketika inersia motor lebih besar dari inersia beban, motor akan membutuhkan lebih banyak daya daripada yang diperlukan untuk aplikasi tertentu. Ini meningkatkan biaya karena Anda membayar lebih untuk motor yang lebih besar dari yang diperlukan dan konsumsi daya yang meningkat berarti biaya pengoperasian yang lebih tinggi. Solusinya adalah dengan menggunakan gearhead untuk mencocokkan inersia motor dengan inersia beban. Memilih kepala roda gigi yang tepat memungkinkan Anda menggunakan motor yang lebih kecil serta mengembangkan sistem yang lebih responsif.

Bantu memangkas biaya sistem

Hasilnya adalah penggandaan torsi, pengurangan rpm, dan pencocokan inersia membantu memangkas biaya sistem karena penggunaan kepala roda gigi memungkinkan penggunaan motor dan penggerak berukuran lebih kecil.
Misalnya, sebuah aplikasi memerlukan 200 in-lbs of torsi pada kecepatan 300 rpm. Untuk menggerakkan beban dengan motor servo saja (pada atribut kinerja standar yang ditemukan di industri), diperlukan motor servo dengan ukuran rangka 142 mm dan penggerak yang dapat menyuplai 30 A secara kontinu. Biaya sistem sekitar $6.000. Namun menggunakan kepala roda gigi untuk aplikasi memungkinkan Anda menggunakan motor servo 90 mm dan penggerak yang lebih kecil.