力士樂Rexroth伺服控制模塊HCS02.1E-W0028-A-03-NNNN
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*低速到**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。
伺服驅(qū)動(dòng)器重要參數(shù)的設(shè)置方法和技巧隨著市場(chǎng)的發(fā)展和國內(nèi)功率電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及控制原理等技術(shù)的進(jìn)步,國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)、交流伺服驅(qū)動(dòng)器及伺服電動(dòng)機(jī)這兩年有了較大的發(fā)展,在某些應(yīng)用領(lǐng)域打破了國外的壟斷局面。
力士樂數(shù)控伺服系統(tǒng)
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伺服系統(tǒng)是什么
伺服系統(tǒng)(servomechanism)又稱隨動(dòng)系統(tǒng),是用來**地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個(gè)過程的反饋控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。它的主要任務(wù)是按控制命令的要求、對(duì)功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理,使驅(qū)動(dòng)裝置輸出的力矩、速度和位置控制非常靈活方便。在很多情況下,伺服系統(tǒng)專指被控制量(系統(tǒng)的輸出量)是機(jī)械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統(tǒng),其作用是使輸出的機(jī)械位移(或轉(zhuǎn)角)準(zhǔn)確地跟蹤輸入的位移(或轉(zhuǎn)角),其結(jié)構(gòu)組成和其他形式的反饋控制系統(tǒng)沒有原則上的區(qū)別。伺服系統(tǒng)*初用于,如火炮的控制,船艦、飛機(jī)的自動(dòng)駕駛,發(fā)射等,后來逐漸推廣到國民經(jīng)濟(jì)的許多部門,如自動(dòng)機(jī)床、無線跟蹤控制等。
伺服系統(tǒng)主要作用
1、以小功率指令信號(hào)去控制大功率負(fù)載;
2、在沒有機(jī)械連接的情況下,由輸入軸控制位于遠(yuǎn)處的輸出軸,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距同步傳動(dòng);
3、使輸出機(jī)械位移**地跟蹤電信號(hào),如記錄和指示儀表等。
伺服系統(tǒng)的分類
從系統(tǒng)組成元件的性質(zhì)來看,有電氣伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)和電氣-液壓伺服系統(tǒng)及電氣-電氣伺服系統(tǒng)等;
從系統(tǒng)輸出量的物理性質(zhì)來看,有速度或加速度伺服系統(tǒng)和位置伺服系統(tǒng)等;
從系統(tǒng)中所包含的元件特性和信號(hào)作用特點(diǎn)來看,有模擬式伺服系統(tǒng)和數(shù)字式伺服系統(tǒng);
從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來看,有單回伺服系統(tǒng)、多回伺服系統(tǒng)和開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。
伺服系統(tǒng)按其驅(qū)動(dòng)元件劃分,有步進(jìn)式伺服系統(tǒng)、直流電動(dòng)機(jī)(簡稱直流電機(jī))伺服系統(tǒng)、交流電動(dòng)機(jī)(簡稱交流電機(jī))伺服系統(tǒng)。
伺服系統(tǒng)的基本要求
?。?)穩(wěn)定性好:穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下,能在短暫的調(diào)節(jié)過程后到達(dá)新的或者回復(fù)到原有平衡狀態(tài)。
?。?)精度通常都比較高,允許的偏差一般都在0.01~0.00lmm之間。
?。?)快速響應(yīng)性好:快速響應(yīng)性是伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)的標(biāo)志之一,即要求跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快,一方面要求過渡過程時(shí)間短,一般在200ms以內(nèi),甚至小于幾十毫秒;另一方面,為滿足超調(diào)要求,要求過渡過程的前沿陡,即上升率要大。
伺服系統(tǒng)主要特點(diǎn)
1、**的檢測(cè)裝置:以組成速度和位置閉環(huán)控制;
2、有多種反饋比較原理與方法:根據(jù)檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)信息反饋的原理不同,伺服系統(tǒng)反饋比較的方法也不相同。常用的有脈沖比較、相位比較和幅值比較3種;
3、高性能的伺服電動(dòng)機(jī)(簡稱伺服電機(jī)):用于高效和復(fù)雜型面加工的數(shù)控機(jī)床,伺服系統(tǒng)將經(jīng)常處于頻繁的啟動(dòng)和制動(dòng)過程中。要求電機(jī)的輸出力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的比值大,以產(chǎn)生足夠大的加速或制動(dòng)力矩。要求伺服電機(jī)在低速時(shí)有足夠大的輸出力矩且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),以便在與機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分連接中盡量減少中間環(huán)節(jié);
4、寬調(diào)速范圍的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng),即速度伺服系統(tǒng):從系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)看,數(shù)控機(jī)床的位置閉環(huán)系統(tǒng)可看作是位置調(diào)節(jié)為外環(huán)、速度調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng),其內(nèi)部的實(shí)際工作過程是把位置控制輸入轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的速度給定信號(hào)后,再通過調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī),實(shí)現(xiàn)實(shí)際位移。數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)要求調(diào)速性能也比較高,因此要求伺服系統(tǒng)為高性能的寬調(diào)速系統(tǒng)。
伺服系統(tǒng)的基本組成
伺服系統(tǒng)主要由三部分組成:控制器,功率驅(qū)動(dòng)裝置,反饋裝置和電動(dòng)機(jī)??刂破靼凑諗?shù)控系統(tǒng)的給定值和通過反饋裝置檢測(cè)的實(shí)際運(yùn)行值的差,調(diào)節(jié)控制量;功率驅(qū)動(dòng)裝置作為系統(tǒng)的主回路,一方面按控制量的大小將電網(wǎng)中的電能作用到電動(dòng)機(jī)之上,調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小,另一方面按電動(dòng)機(jī)的要求把恒壓恒頻的電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)所需的交流電或直流電;電動(dòng)機(jī)則按供電大小拖動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。
伺服系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用
在數(shù)控機(jī)床上,伺服調(diào)控系統(tǒng)是其不可缺少的一部分。其任務(wù)是把數(shù)控信息轉(zhuǎn)化為機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)**控制。伺服系統(tǒng)在一些自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用非常廣泛,特別是在自動(dòng)化生產(chǎn)發(fā)展的大趨勢(shì)情況下,伺服系統(tǒng)的應(yīng)用顯得越發(fā)重要。當(dāng)前,我國正在推動(dòng)工業(yè)制造業(yè)的自動(dòng)化進(jìn)程,這個(gè)過程中需要大量的工業(yè)機(jī)器人及機(jī)床設(shè)備,在這些設(shè)備中伺服系統(tǒng)在整體控制方面有非常重要的應(yīng)用。
其中,數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的作用在于接受來自數(shù)控裝置的指令信號(hào),驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件跟隨指令脈沖運(yùn)動(dòng),并保證動(dòng)作的快速和準(zhǔn)確,這就要求高質(zhì)量的速度和位置伺服。以上指的主要是進(jìn)給伺服控制,另外還有對(duì)主運(yùn)動(dòng)的伺服控制,不過控制要求不如前者高。數(shù)控機(jī)床的精度和速度等技術(shù)指標(biāo)往往主要取決于伺服系統(tǒng)。
由于數(shù)控機(jī)床對(duì)產(chǎn)品加工時(shí)要求高,所以采用的伺服控制系統(tǒng)十分關(guān)鍵。目前在數(shù)控機(jī)床上使用的伺服控制系統(tǒng),其優(yōu)點(diǎn)主要有:伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的**程度。包括定位精度和輪廓加工精度;穩(wěn)定性好,穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下,能在短暫的調(diào)節(jié)過程后,達(dá)到新的或者恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)。