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2021-03-08??作品聲明:內(nèi)容由AI生成
模擬,混合和數(shù)字。模擬類型和混合類型的輸入部分是模擬輸入,區(qū)別在于混合伺服系統(tǒng)的輸入經(jīng)過數(shù)字偏差然后進(jìn)入模擬調(diào)節(jié)器。伺服系統(tǒng)分為三種:位置反饋和速度反饋。
目前,伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)是CNC技術(shù)的重要組成部分。與數(shù)控裝置一起,伺服系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性直接影響機(jī)床的位移速度,位置精度和加工精度。現(xiàn)在,直流伺服系統(tǒng)已被交流數(shù)字伺服系統(tǒng)所取代,伺服電動(dòng)機(jī)的位置,速度和電流環(huán)均已數(shù)字化,并采用新的控制理論來實(shí)現(xiàn)不受影響的高速響應(yīng)系統(tǒng)。機(jī)械負(fù)載變化。
主要的新開發(fā)技術(shù)如下。
前饋控制技術(shù)。在過去的伺服系統(tǒng)中,檢測(cè)器信號(hào)和位置指令之間的差值乘以速度指令(位置環(huán)增益)。此控制方法始終具有跟蹤延遲誤差,這會(huì)降低加工角和圓弧時(shí)的加工精度。所謂的前饋控制是一種通過向原始控制系統(tǒng)添加速度命令來大大減少伺服系統(tǒng)的跟蹤延遲誤差的控制方法。
b。機(jī)械靜摩擦的非線性控制技術(shù)。對(duì)于某些具有較高靜摩擦的CNC機(jī)床,新的數(shù)字伺服系統(tǒng)具有非線性控制功能,可補(bǔ)償機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的靜摩擦。
c。伺服系統(tǒng)的位置環(huán)和速度環(huán)(包括電流環(huán))均由軟件(例如數(shù)字仲裁和矢量控制)控制。預(yù)先調(diào)整了加減速性能,以適應(yīng)不同類型的機(jī)床,不同的精度和不同的速度。
d。采用高分辨率位置傳感裝置。例如,高分辨率脈沖編碼器具有由微處理器組成的微步進(jìn)電路,這大大提高了分辨率。增量位置檢測(cè)大于10000 p/r(脈沖/旋轉(zhuǎn)),絕對(duì)位置檢測(cè)為1000000p。/r以上。
e。補(bǔ)償技術(shù)已經(jīng)開發(fā)和應(yīng)用。新的數(shù)控系統(tǒng)具有校正功能,可以對(duì)伺服系統(tǒng)執(zhí)行各種校正,例如螺距誤差校正,齒隙校正,軸向運(yùn)動(dòng)誤差校正,空間誤差校正和熱變形校正。
另外,CNC系統(tǒng)中同時(shí)使用了伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。兩者之間的區(qū)別如下:
步進(jìn)電機(jī)基本上是與現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)關(guān)聯(lián)的離散運(yùn)動(dòng)設(shè)備。當(dāng)前,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已廣泛用于家用數(shù)字控制系統(tǒng)中。隨著所有數(shù)字AC伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),AC伺服電動(dòng)機(jī)越來越多地用于數(shù)字控制系統(tǒng),尤其是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),并且步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或所有數(shù)字AC伺服電動(dòng)機(jī)大多用作運(yùn)行電動(dòng)機(jī)。兩種控制方法相似(脈沖序列和方向信號(hào)),但是在性能和應(yīng)用方面存在顯著差異。
1.控制精度不同。兩相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)角通常為3.6°,1.8°,五相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)角通常為0.72°,0.36°。也有步進(jìn)角較小的高性能步進(jìn)電機(jī)。例如,Stone Company生產(chǎn)的低速線材機(jī)床中使用的步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角為0.09°,Berger Lahr生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)可以通過該步進(jìn)角。 DIP開關(guān)設(shè)置為1.8°。兼容0.9°,0.72°,0.36°,0.18°,0.09°,0.072°,0.036°的步進(jìn)角,兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)。交流伺服電機(jī)的控制精度通過電機(jī)軸背面的旋轉(zhuǎn)編碼器來確保。以松下的全數(shù)字交流伺服電機(jī)為例。對(duì)于帶有標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電動(dòng)機(jī),由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部使用的技術(shù),由于四倍頻,脈沖當(dāng)量為360°/10000=0.036°。對(duì)于帶有17位編碼器的電動(dòng)機(jī),每當(dāng)驅(qū)動(dòng)器收到217=131072脈沖時(shí),電動(dòng)機(jī)就會(huì)旋轉(zhuǎn)1圈。也就是說,該脈沖為360°/131072=9.89秒。它是與步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)相對(duì)應(yīng)的脈沖的1/655。
2.低頻特性有所不同:步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)容易發(fā)生低頻振動(dòng)。振動(dòng)頻率與負(fù)載和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)。通常,振動(dòng)頻率被認(rèn)為是電動(dòng)機(jī)空載的一半。關(guān)頻。由步進(jìn)電機(jī)的工作原理確定,這種低頻振動(dòng)現(xiàn)象非常不利于機(jī)器的正常運(yùn)行。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以低速運(yùn)行時(shí),通常應(yīng)使用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象,例如在電動(dòng)機(jī)上增加阻尼器或在驅(qū)動(dòng)器中使用分段技術(shù)。交流伺服電機(jī)運(yùn)行非常平穩(wěn),即使在低速時(shí)也沒有振動(dòng)。 AC伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可以彌補(bǔ)機(jī)器的剛性不足,并且系統(tǒng)的內(nèi)部頻率分析功能(FFT)可以檢測(cè)到機(jī)器的共振點(diǎn),便于系統(tǒng)調(diào)整。
3.轉(zhuǎn)矩頻率特性不同。步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩隨著速度的增加而減小,在高速時(shí)急劇下降,因此工作速度通常為300-600RPM。交流伺服電機(jī)具有恒定的轉(zhuǎn)矩輸出。換句話說,它可以在額定速度(通常為2000RPM或3000RPM)內(nèi)輸出額定轉(zhuǎn)矩,并且可以在額定速度以上輸出恒定功率。
4.其他過載能力:步進(jìn)電機(jī)通常不具有過載能力,而交流伺服電機(jī)則具有較強(qiáng)的過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例。具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載功能。扭矩是額定扭矩的3倍,可以克服啟動(dòng)時(shí)慣性負(fù)載的慣性矩。步進(jìn)電機(jī)不具有這樣的過載能力,因此在選擇模型時(shí),您通常必須選擇具有較大扭矩的電機(jī)來克服這種慣性矩,并且在正常運(yùn)行期間該機(jī)器不需要那么大的扭矩。因此出現(xiàn)扭矩。
5.其他運(yùn)行性能:步進(jìn)電機(jī)由開環(huán)控制進(jìn)行控制。如果啟動(dòng)頻率太高或負(fù)載太大,則很容易失去步伐或失速。如果速度太高,則很容易發(fā)生過沖,因此必須很好地處理加速和減速問題,以確??刂凭?。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制。驅(qū)動(dòng)器可以直接采樣電機(jī)編碼器的反饋信號(hào)。位置環(huán)和速度環(huán)形成在內(nèi)部。通常,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不會(huì)失步或超調(diào)并失去控制。性能更穩(wěn)定。
6.速度響應(yīng)性能有所不同。步進(jìn)電機(jī)從固定速度加速到工作速度(通常為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200到400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能更好。以Panasonic MSMA 400W交流伺服電機(jī)為例,從靜止加速到3000RPM的額定速度僅需幾毫秒。必要時(shí)可以在任何控制情況下使用。快速啟動(dòng)和停止。