貝加萊控制模塊變速箱
一、伺服驅(qū)動(dòng)器簡介
伺服驅(qū)動(dòng)器(servo drives)又稱為“伺服控制器"、“伺服放大器",是用來控制伺服電機(jī)的一種控制器,其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá),屬于伺服系統(tǒng)的一部分,主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位,目前是傳動(dòng)技術(shù)的產(chǎn)品。
二、伺服驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)
伺服驅(qū)動(dòng)器均采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為控制核心,可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊為核心設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路,在主回路中還加入了軟啟動(dòng)電路,以減小啟動(dòng)過程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的沖擊。
三、伺服驅(qū)動(dòng)器的工作原理
首先功率驅(qū)動(dòng)單元通過三相全橋整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流,得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電,再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動(dòng)交流伺服電機(jī)。功率驅(qū)動(dòng)單元的整個(gè)過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程,整流單元(AC-DC)主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐贰?/span>
四、伺服驅(qū)動(dòng)器控制方式
一般伺服都有三種控制方式:位置控制方式、轉(zhuǎn)矩控制方式、速度控制方式。
1、位置控制:位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小,通過脈沖的個(gè)數(shù)來確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,也有些伺服可以通過通訊方式直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值,由于位置模式可以對(duì)速度和位置都有很嚴(yán)格的控制,所以一般應(yīng)用于定位裝置。
2、轉(zhuǎn)矩控制:轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機(jī)軸對(duì)外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小,可以通過即時(shí)的改變模擬量的設(shè)定來改變?cè)O(shè)定的力矩大小,也可通過通訊方式改變對(duì)應(yīng)的地址的數(shù)值來實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)用主要在對(duì)材質(zhì)的手里有嚴(yán)格要求的纏繞和放卷的裝置中,例如繞線裝置或拉光纖設(shè)備,轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時(shí)更改以確保材質(zhì)的受力不會(huì)隨著纏繞半徑的變化而改變。
3、速度模式:通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制,在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時(shí)速度模式也可以進(jìn)行定位,但必須把電機(jī)的位置信號(hào)或直接負(fù)載的位置信號(hào)給上位反饋以做運(yùn)算用。位置模式也支持直接負(fù)載外環(huán)檢測(cè)位置信號(hào),此時(shí)的電機(jī)軸端的編碼器只檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速,位置信號(hào)就由直接的最終負(fù)載端的檢測(cè)裝置來提供了,這樣的優(yōu)點(diǎn)在于可以減少中間傳動(dòng)過程中的誤差,增加了整個(gè)系統(tǒng)的定位精度。
五、伺服驅(qū)動(dòng)器控制方式的選擇
如果對(duì)電機(jī)的速度、位置都沒有要求,只要輸出一個(gè)恒轉(zhuǎn)矩,當(dāng)然是用轉(zhuǎn)矩模式。
如果對(duì)位置和速度有一定的精度要求,而對(duì)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)心,用轉(zhuǎn)矩模式不太方便,用速度或位置模式比較好。
如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能,用速度控制效果會(huì)好一點(diǎn),如果本身要求不是很高,或者基本沒有實(shí)時(shí)性的要求,采用位置控制方式。
貝加萊控制模塊變速箱
8GP55-060-020S2L3
8GP55-060--025S1J3
8GP55-060--032S1J3
8GP55-060--032S2J3
8GP55-060--040S2L3
8GP55-080--004S2L4
8GP55-080--010S1L3
8GP55-080--012S2L5
8GP55-080--025S2L3
8GP55-120--005S1L5
8GP55-120--005S2L5
8GP55-120--009S2L4
8GP55-120--009S2L5
8GP55-120--012S2L5
8GP55-120--100S2L3
8GP60-070--003S1L3
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8GP60-070--008S1J2
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8GP60-070--032S1L3
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8GP60-090--004R1L4
8GP60-090--004R2L5
8GP60-090--004S1L5
8GP60-090--005S2L5
8GP60-090--008S1L3
8GP60-090--008S1L4
8GP60-090--010R1L4
8GP60-090--010S1L4
8GP60-090--012R2L4
8GP60-090--012R2L5
8GP60-090--012S2L5
8GP60-090--016R1J5
8GP60-090--025S1L4
8GP60-090--040S1L3
8GP60-090--040S1L4
8GP60-090--064S2V2
8GP60-115--003S2L5
8GP60-115--004S1L3
8GP60-115--004S1L4
伺服進(jìn)給系統(tǒng)的要求:
1、調(diào)速范圍寬
2、定位精度高
3、有足夠的傳動(dòng)剛性和高的速度穩(wěn)定性
4、快速響應(yīng),無超調(diào)
為了保證生產(chǎn)率和加工質(zhì)量,除了要求有較高的定位精度外,還要求有良好的快速響應(yīng)特性,即要求跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快,因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)在啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí),要求加、減加速度足夠大,縮短進(jìn)給系統(tǒng)的過渡過程時(shí)間,減小輪廓過渡誤差。
5、低速大轉(zhuǎn)矩,過載能力強(qiáng)
一般來說,伺服驅(qū)動(dòng)器具有數(shù)分鐘甚至半小時(shí)內(nèi)1.5倍以上的過載能力,在短時(shí)間內(nèi)可以過載4~6倍而不損壞。
6、可靠性高
要求數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性高、工作穩(wěn)定性好,具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾的能力。
對(duì)電機(jī)的要求
1、從速到速電機(jī)都能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)矩波動(dòng)要小,尤其在低速如0.1r/min或更低速時(shí),仍有平穩(wěn)的速度而無爬行現(xiàn)象。
2、電機(jī)應(yīng)具有大的較長時(shí)間的過載能力,以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服電機(jī)要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載4~6倍而不損壞。
3、為了滿足快速響應(yīng)的要求,電機(jī)應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩,并具有盡可能小的時(shí)間常數(shù)和啟動(dòng)電壓。
4、電機(jī)應(yīng)能承受頻繁啟、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。
伺服驅(qū)動(dòng)器需要什么樣的脈沖?
正反脈沖控制(CW+CCW);脈沖加方向控制(pulse+direction);AB相輸入(相位差控制,常見于手輪控制)。
伺服驅(qū)動(dòng)器主程序主要用來完成系統(tǒng)的初始化、LO接口控制信號(hào)、DSP內(nèi)各個(gè)控制模塊寄存器的設(shè)置等。
伺服驅(qū)動(dòng)器所有的初始化工作完成后,主程序才進(jìn)入等待狀態(tài),以及等待中斷的發(fā)生,以便電流環(huán)與速度環(huán)的調(diào)節(jié)。
中斷服務(wù)程序主要包括四M定時(shí)中斷程序光電編碼器零脈沖捕獲中斷程序、功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷程序、通信中斷程序。
伺服電動(dòng)機(jī)的其他問題處理技巧
(1)電動(dòng)機(jī)竄動(dòng):在進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)竄動(dòng)現(xiàn)象,測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定,如編碼器有裂紋;接線端子接觸不良,如螺釘松動(dòng)等;當(dāng)竄動(dòng)發(fā)生在由正方向運(yùn)動(dòng)與反方向運(yùn)動(dòng)的換向瞬間時(shí),一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向問隙或伺服驅(qū)動(dòng)增益過大所致;
(2) 電動(dòng)機(jī)爬行:大多發(fā)生在起動(dòng)加速段或低速進(jìn)給時(shí),一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的潤滑狀態(tài)不良,伺服系統(tǒng)增益低及外加負(fù)載過大等因素所致。尤其要注意的是,伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠聯(lián)接用的聯(lián)軸器,由于連接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身的缺陷,如裂紋等,造成滾珠絲杠與伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步,從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽慢;
(3)電動(dòng)機(jī)振動(dòng):機(jī)床高速運(yùn)行時(shí),可能產(chǎn)生振動(dòng),這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生過流報(bào)警。機(jī)床振動(dòng)問題一般屬于速度問題,所以應(yīng)尋找速度環(huán)問題;
(4)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩降低:伺服電動(dòng)機(jī)從額定堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩到高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩會(huì)突然降低,這時(shí)因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)繞組的散熱損壞和機(jī)械部分發(fā)熱引起的。高速時(shí),電動(dòng)機(jī)溫升變大,因此,正確使用伺服電動(dòng)機(jī)前一定要對(duì)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載進(jìn)行驗(yàn)算;
(5) 電動(dòng)機(jī)位置誤差:當(dāng)伺服軸運(yùn)動(dòng)超過位置允差范圍時(shí)(KNDSD100出廠標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置PA17:400,位置超差檢測(cè)范圍),伺服驅(qū)動(dòng)器就會(huì)出現(xiàn)“4"號(hào)位置超差報(bào)警。主要原因有:系統(tǒng)設(shè)定的允差范圍小;伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng);位置檢測(cè)裝置有污染;進(jìn)給傳動(dòng)鏈累計(jì)誤差過大等;
(6)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn):數(shù)控系統(tǒng)到伺服驅(qū)動(dòng)器除了聯(lián)結(jié)脈沖+方向信號(hào)外,還有使能控制信號(hào),一般為DC+24 V繼電器線圈電壓。伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),常用診斷方法有:檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有脈沖信號(hào)輸出;檢查使能信號(hào)是否接通;通過液晶屏觀測(cè)系統(tǒng)輸入/出狀態(tài)是否滿足進(jìn)給軸的起動(dòng)條件;對(duì)帶電磁制動(dòng)器的伺服電動(dòng)機(jī)確認(rèn)制動(dòng)已經(jīng)打開;驅(qū)動(dòng)器有故障;伺服電動(dòng)機(jī)有故障;伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠聯(lián)結(jié)聯(lián)軸節(jié)失效或鍵脫開等。