eng
Выпуск #7/2021
А. Кузнецов
НОВЫЙ СЕРВОПРИВОД FUTABA BLA21-06U-A01 ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ БПЛА
НОВЫЙ СЕРВОПРИВОД FUTABA BLA21-06U-A01 ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ БПЛА
Просмотры: 817
DOI: 10.22184/1992-4178.2021.208.7.144.146
Сервопривод BLA21-06U-A01 компании Futaba имеет увеличенный по сравнению с обычными сервоприводами промышленного применения рабочий ресурс. Предназначен для рынка беспилотных технических средств.
Сервопривод BLA21-06U-A01 компании Futaba имеет увеличенный по сравнению с обычными сервоприводами промышленного применения рабочий ресурс. Предназначен для рынка беспилотных технических средств.
Новый сервопривод Futaba BLA21-06U-A01 для промышленных БПЛА
А. Кузнецов
Futaba Corporation известна как ведущий производитель инструментов и форм для литья под давлением, а также VFD-, LCM-, PMOLED-дисплеев и сенсорных панелей. Компания также производит радиоконтроллеры и сервоприводы для любительских радиоуправляемых моделей и промышленных БПЛА.
При видимой конструкционной простоте сервопривод является сложным сборным изделием. Двигатель, блок управления и контроллер регулируемых параметров – взаимосвязанные элементы механизма.
Промышленность, станочное оборудование и многие другие сферы применения подобных устройств требуют все более высокой точности в работе различных систем. Спрос современного рынка на прецизионные агрегаты постоянно растет и является импульсом для эволюционного развития сервоприводов.
Сейчас подобные двигатели используются в различных технических областях. Широкое распространение они получили, конечно же, в производственных линиях: это программируемые автоматы, роботы, станки. В последнее время популярным направлением стала и беспилотная техника, где критерии энергоэффективности и надежности особенно актуальны.
Именно для рынка беспилотных технических средств Futaba и выпустила новый сервопривод – BLA21-06U-A01 (рис. 1). Цель разработки – создание изделия с увеличенным по сравнению с обычными сервоприводами промышленного применения рабочим ресурсом.
Для повышения долговечности была полностью переработана механическая часть и применен бесколлекторный двигатель. Тем самым было достигнуто сокращение количества отказов, вызываемых трением. В качестве двунаправленной связи применена CAN-шина, что существенно расширило операторские возможности пользователя. Благодаря поддержке протокола UAVCAN доступен не только сбор данных технического состояния, но и появилась возможность оперативного реагирования на полученные данные. Сравнение характеристик новой модели с существующей приведено в табл. 1.
Особенности нового сервопривода
Высокая прочность
В BLA21-06U-A01 установлен компактный и надежный блок редуктора новой конструкции. Внутри дюралюминиевого корпуса смонтирован редуктор с шестью шестернями высокой прочности. Это положительно сказалось на устойчивости к ударам и трению. В подшипниках каждой шестерни применены шарики из высококачественных материалов, что обеспечивает плавное вращение даже после долгих часов работы (рис. 2).
Внутризаводские тесты на долговечность показали, что сервопривод без проблем проработал с номинальным крутящим моментом (увеличенным в 1,5 раза относительно предыдущего поколения изделий) более 1500 ч. По итогам испытаний определено, что время работы нового сервопривода пятикратно превышает время наработки на отказ предыдущей модели BLA1HH21 (рис. 3).
Высокая степень защиты
Новейший BLA21-06U-A01 полностью соответствует высокому уровню корпусной защиты – IP67 (международная классификация). Кроме того, в ходе внутренних испытаний компании было подтверждено, что даже после более миллиона циклов работы сервопривод отвечает стандарту IPX7. Такие высокие показатели были достигнуты благодаря использованию специальных прокладок на выходном валу, обеспечивающих хорошую гидроизоляцию и обладающих устойчивостью к воде.
Протокол UAVCAN
BLA21-06U-A01 совместим с протоколом обмена UAVCAN v0, который соответствует промышленному стандарту связи CAN-bus. Данный протокол используется в основном в беспилотных летательных аппаратах и робототехнике. UAVCAN не является независимым стандартом связи для сервоприводов.
Благодаря использованию CAN bi-directional communication control (двунаправленного контроля связи CAN-шины) теперь доступно внешнее управление сервоприводом, появилась возможность устанавливать коэффициенты усиления и различные ограничения, получать параметры датчиков, собирать информацию об ошибках и т. д. В дополнение к стандартным командам контроля углового положения и сбора данных имеется поддержка команд регулировки скорости и крутящего момента (рис. 4).
Бесколлекторный двигатель
В бесколлекторном двигателе функцию ротора выполняют магниты, размещенные вокруг вала, а разнополюсные обмотки располагаются вокруг ротора. Непосредственно на роторе расположен электромагнитный бесконтактный сенсор контроля углового положения. Датчик передает необходимые данные процессору с регулятором скорости вращения.
Конструкция бесщеточных двигателей, в отличие от коллекторных, имеет следующие преимущества:
Было подтверждено, что угловые значения, полученные с датчика контроля угла и двигателя за более чем 1 000 ч работы (при постоянном ускорении 300 м / с2), полностью соответствуют стандарту IEC 60068-2-6 и не имеют каких-либо отклонений.
Варианты установки корпуса
Еще одним преимуществом BLA21-06U-A01 является универсальность крепления. На фронтальной поверхности и по бокам сервопривода расположены отверстия для крепежных винтов (рис. 5). Вариативность монтажа предоставляет пользователю возможность установки сервопривода под различные эксплуатационные задачи. (Монтажная пластина и винты в комплект не входят.)
* * *
АО «Компонента» является авторизованным дистрибьютором Futaba Corporation. Инженеры АО «Компонента» готовы ответить на технические и коммерческие вопросы относительно сервоприводов и другой продукции Futaba. Также могут быть предоставлены образцы для прототипирования решения заказчика. ●
А. Кузнецов
Futaba Corporation известна как ведущий производитель инструментов и форм для литья под давлением, а также VFD-, LCM-, PMOLED-дисплеев и сенсорных панелей. Компания также производит радиоконтроллеры и сервоприводы для любительских радиоуправляемых моделей и промышленных БПЛА.
При видимой конструкционной простоте сервопривод является сложным сборным изделием. Двигатель, блок управления и контроллер регулируемых параметров – взаимосвязанные элементы механизма.
Промышленность, станочное оборудование и многие другие сферы применения подобных устройств требуют все более высокой точности в работе различных систем. Спрос современного рынка на прецизионные агрегаты постоянно растет и является импульсом для эволюционного развития сервоприводов.
Сейчас подобные двигатели используются в различных технических областях. Широкое распространение они получили, конечно же, в производственных линиях: это программируемые автоматы, роботы, станки. В последнее время популярным направлением стала и беспилотная техника, где критерии энергоэффективности и надежности особенно актуальны.
Именно для рынка беспилотных технических средств Futaba и выпустила новый сервопривод – BLA21-06U-A01 (рис. 1). Цель разработки – создание изделия с увеличенным по сравнению с обычными сервоприводами промышленного применения рабочим ресурсом.
Для повышения долговечности была полностью переработана механическая часть и применен бесколлекторный двигатель. Тем самым было достигнуто сокращение количества отказов, вызываемых трением. В качестве двунаправленной связи применена CAN-шина, что существенно расширило операторские возможности пользователя. Благодаря поддержке протокола UAVCAN доступен не только сбор данных технического состояния, но и появилась возможность оперативного реагирования на полученные данные. Сравнение характеристик новой модели с существующей приведено в табл. 1.
Особенности нового сервопривода
Высокая прочность
В BLA21-06U-A01 установлен компактный и надежный блок редуктора новой конструкции. Внутри дюралюминиевого корпуса смонтирован редуктор с шестью шестернями высокой прочности. Это положительно сказалось на устойчивости к ударам и трению. В подшипниках каждой шестерни применены шарики из высококачественных материалов, что обеспечивает плавное вращение даже после долгих часов работы (рис. 2).
Внутризаводские тесты на долговечность показали, что сервопривод без проблем проработал с номинальным крутящим моментом (увеличенным в 1,5 раза относительно предыдущего поколения изделий) более 1500 ч. По итогам испытаний определено, что время работы нового сервопривода пятикратно превышает время наработки на отказ предыдущей модели BLA1HH21 (рис. 3).
Высокая степень защиты
Новейший BLA21-06U-A01 полностью соответствует высокому уровню корпусной защиты – IP67 (международная классификация). Кроме того, в ходе внутренних испытаний компании было подтверждено, что даже после более миллиона циклов работы сервопривод отвечает стандарту IPX7. Такие высокие показатели были достигнуты благодаря использованию специальных прокладок на выходном валу, обеспечивающих хорошую гидроизоляцию и обладающих устойчивостью к воде.
Протокол UAVCAN
BLA21-06U-A01 совместим с протоколом обмена UAVCAN v0, который соответствует промышленному стандарту связи CAN-bus. Данный протокол используется в основном в беспилотных летательных аппаратах и робототехнике. UAVCAN не является независимым стандартом связи для сервоприводов.
Благодаря использованию CAN bi-directional communication control (двунаправленного контроля связи CAN-шины) теперь доступно внешнее управление сервоприводом, появилась возможность устанавливать коэффициенты усиления и различные ограничения, получать параметры датчиков, собирать информацию об ошибках и т. д. В дополнение к стандартным командам контроля углового положения и сбора данных имеется поддержка команд регулировки скорости и крутящего момента (рис. 4).
Бесколлекторный двигатель
В бесколлекторном двигателе функцию ротора выполняют магниты, размещенные вокруг вала, а разнополюсные обмотки располагаются вокруг ротора. Непосредственно на роторе расположен электромагнитный бесконтактный сенсор контроля углового положения. Датчик передает необходимые данные процессору с регулятором скорости вращения.
Конструкция бесщеточных двигателей, в отличие от коллекторных, имеет следующие преимущества:
- почти полное отсутствие трения. Незначительным исключением являются подшипники, которые в перспективе подвержены износу;
- отсутствие «паразитных» вибраций, благодаря бесконтактному исполнению;
- отсутствие перегрева из-за отсутствия трения;
- контроллер свободен от радиопомех (так как нет трения щеток). Чистый сигнал;
- высокая надежность;
- высокие эксплуатационные характеристики.
Было подтверждено, что угловые значения, полученные с датчика контроля угла и двигателя за более чем 1 000 ч работы (при постоянном ускорении 300 м / с2), полностью соответствуют стандарту IEC 60068-2-6 и не имеют каких-либо отклонений.
Варианты установки корпуса
Еще одним преимуществом BLA21-06U-A01 является универсальность крепления. На фронтальной поверхности и по бокам сервопривода расположены отверстия для крепежных винтов (рис. 5). Вариативность монтажа предоставляет пользователю возможность установки сервопривода под различные эксплуатационные задачи. (Монтажная пластина и винты в комплект не входят.)
* * *
АО «Компонента» является авторизованным дистрибьютором Futaba Corporation. Инженеры АО «Компонента» готовы ответить на технические и коммерческие вопросы относительно сервоприводов и другой продукции Futaba. Также могут быть предоставлены образцы для прототипирования решения заказчика. ●
Отзывы читателей
