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FANUC的伺服技術(shù)與伺服裝置

時(shí)間:2011-05-26 08:09:01 來(lái)源:未知

前言

伺服裝置是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分。伺服技術(shù)的發(fā)展建立在控制理論、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及電力電子等技術(shù)的基礎(chǔ)上。上世紀(jì)50年代初,世界笫一臺(tái)NC機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)采用液壓驅(qū)動(dòng)。由于液壓系統(tǒng)單位面積產(chǎn)生的力大于電氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的力(約為20:1),而且慣性低、反應(yīng)快,因此初期的NC系統(tǒng)的進(jìn)給伺服裝置大多采用液壓驅(qū)動(dòng)裝置。當(dāng)時(shí)的日本富士通公司計(jì)算機(jī)控制部(以后發(fā)展為FANUC公司)從麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)了笫一臺(tái)NC技術(shù)后,用電液脈沖電機(jī)作為數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。70年代初期,由于石油危機(jī),加上液壓對(duì)環(huán)境的污染以及系統(tǒng)笨重、效率低等原因,美國(guó)GETTYS公司開(kāi)發(fā)出直流大慣量伺服電機(jī),這種伺服電機(jī)靜力矩和起動(dòng)力矩大,并在NC機(jī)床上得到了應(yīng)用,性能良好。另一方面,1974年FANUC公司在開(kāi)發(fā)新的低噪聲、大扭矩電液脈沖電機(jī)時(shí),遇到了技術(shù)困難。而電液脈沖電機(jī)原先是使FANUC數(shù)控系統(tǒng)市場(chǎng)占有率高到幾乎接近獨(dú)占鰲頭的主要原因; 當(dāng)時(shí)擔(dān)任公司社長(zhǎng)的稻葉先生反復(fù)思考,“我是技術(shù)人員,同時(shí)也是經(jīng)營(yíng)者。作為技術(shù)人員,我作為電液脈沖電機(jī)的發(fā)明者而感到自豪、自信;但是作為經(jīng)營(yíng)者,我必須反復(fù)自問(wèn):電液脈沖電機(jī)就這樣原封不動(dòng)地持續(xù)下去而沒(méi)有危機(jī)嗎?通過(guò)調(diào)查,我確信有新的電機(jī)來(lái)取代電液脈沖電機(jī)。”于是當(dāng)即做出了“割愛(ài)”的果斷決擇:廢棄使用多年的電液脈沖電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案,同時(shí)轉(zhuǎn)而從美國(guó)GETTYS公司引進(jìn)大慣量直流伺服電機(jī)制造技術(shù),并立即進(jìn)行商品化。從此,在世界最大的CNC公司,開(kāi)環(huán)的系統(tǒng)由閉環(huán)的系統(tǒng)取代;液壓的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代。這件事,一直在NC業(yè)界傳為美談。在這之后,F(xiàn)ANUC又成功地把交流伺服電機(jī)應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上,然后不斷推出新的驅(qū)動(dòng)裝置:如直線電機(jī)、高速內(nèi)裝電機(jī)、直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)等,提高了數(shù)控機(jī)床的性能,簡(jiǎn)化了數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

1 數(shù)控機(jī)床對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的要求

數(shù)控機(jī)床主要有兩種驅(qū)動(dòng)裝置:進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置和主軸驅(qū)動(dòng)裝置。這兩種驅(qū)動(dòng)裝置在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的性能優(yōu)劣。

1) 數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服裝置的要求

a. 機(jī)械特性的要求

要求伺服裝置靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的速降小、剛度大。伺服系統(tǒng)的剛度與機(jī)床機(jī)械構(gòu)件的剛度有相同的意義,即在外部干擾力(切削力、重力等外力)作用下,這些力從工作部件傳到電機(jī)軸上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角位置變化。用C 表示單位外力矩作用下的位移:

δ= △θ/T

式中,△θ為工作部件角位移量,T為外加擾動(dòng)力矩。要求δ很小,甚至為零,即通電之后,伺服裝置處于閉環(huán)狀態(tài),要求任何外力不使機(jī)床的工作部件發(fā)生位移(在限度以內(nèi))。數(shù)控機(jī)床加工中有時(shí)從插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)過(guò)渡到某一軸的直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),如果待工作的軸伺服剛性不好,加工精度同樣得不到保證,這是顯然的。伺服剛性通常是以對(duì)擾動(dòng)力矩的響應(yīng)來(lái)綜合調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

b. 快速相應(yīng)的要求

這在輪廓加工,特別對(duì)曲率大的加工對(duì)象進(jìn)行高速加工時(shí)要求較嚴(yán)格。

c. 調(diào)速范圍的要求

這可以使數(shù)控機(jī)床適用于各種不同的刀具、加工材質(zhì);適應(yīng)于各種不同的加工工藝。在機(jī)床加工時(shí),當(dāng)工作部件處于停止?fàn)顟B(tài),也即進(jìn)給電機(jī)的速度雖然為零,但要求伺服電機(jī)仍然具有轉(zhuǎn)矩,這樣才能“鎖住”工作部件;因此,進(jìn)給伺服裝置仍然處于“伺服”狀態(tài)。從理論上說(shuō),進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的調(diào)速范圍為無(wú)窮大。或者說(shuō),進(jìn)給的調(diào)速范圍越大越好。比如FANUC的15系統(tǒng)速度范圍可達(dá)1,000,000,000:1。

d. 輸出轉(zhuǎn)矩的要求

一定的輸出轉(zhuǎn)矩,并要求一定的過(guò)載轉(zhuǎn)矩。機(jī)床進(jìn)給機(jī)械負(fù)載的性質(zhì)主要是克服工作部件的摩擦力和切削阻力,因此主要是“恒轉(zhuǎn)矩”的性質(zhì)。

2) 數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)裝置的要求

a. 足夠的輸出功率

數(shù)控機(jī)床的主軸負(fù)載性質(zhì)近似于“恒功率”,也就是當(dāng)機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速高時(shí),輸出轉(zhuǎn)矩較小;主軸轉(zhuǎn)速低時(shí), 輸出轉(zhuǎn)矩大; 即要求主軸驅(qū)動(dòng)裝置也要具有“恒功率”的性質(zhì)。可是當(dāng)主軸電機(jī)工作在額定功率、額定轉(zhuǎn)速時(shí),按照一般電機(jī)的原理,不可能在電機(jī)為額定功率下進(jìn)行恒功率的寬范圍調(diào)速。因此,往往在主軸的機(jī)械部分需增加一或二檔機(jī)械變速檔,以提高低速的轉(zhuǎn)矩,擴(kuò)大恒功率的調(diào)速范圍;或者降低額定輸出功率,擴(kuò)大恒功率調(diào)速范圍。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

b. 調(diào)速范圍的要求

為保證數(shù)控機(jī)床適用于各種不同的刀具、加工材質(zhì),適應(yīng)于各種不同的加工工藝,要求主軸驅(qū)動(dòng)裝置具有一定的調(diào)速范圍。對(duì)主軸的驅(qū)動(dòng)裝置,一般較低的要求為1:100,高的要求為1:1,000以上。

c. 速度精度的要求

一般要求靜差度小于5%,更高的要求為小于1%。如果速降過(guò)大,則加工的質(zhì)量就會(huì)受影響,比如光潔度就不好。

d. 快速的要求

主軸驅(qū)動(dòng)裝置有時(shí)也用在定位功能上,這就要求它也具有一定的快速性。

2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展

1) 進(jìn)給伺服用電機(jī):從直流電機(jī)到交流電機(jī),從旋轉(zhuǎn)電機(jī)到直線電機(jī)對(duì)于電動(dòng)機(jī),其輸出轉(zhuǎn)矩T的大小與激磁磁感應(yīng)強(qiáng)度B1和電樞磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小及B1、B2之間夾角θ的正弦成比例。即:

T=k(B1×B2×sinθ) (2)

其中k為比例系數(shù);直流電機(jī)由于電刷的位置在幾何中心線上,所以θ=90°;因此控制簡(jiǎn)單,可以輸出較大的力矩,得到了廣泛的應(yīng)用。但是直流電機(jī)電刷容易磨損,需要經(jīng)常更換,這就給維修造成困難。于是又開(kāi)發(fā)了交流伺服電機(jī)。由于交流電機(jī)θ≠90°,為了提高性能,采用交流電機(jī)伺服控制理論和數(shù)字信號(hào)處理器可以對(duì)三相交流感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行矢量控制以得到θ=90°;對(duì)于交流同步機(jī)結(jié)構(gòu)的伺服電機(jī),同樣也可以采用矢量控制的方法,并通過(guò)控制磁場(chǎng)夾角的方法得到θ=90°;由于它的特性可以與直流電機(jī)相當(dāng),因此,進(jìn)給伺服應(yīng)用的電機(jī)大多數(shù)采用這種電機(jī)。

采用電伺服技術(shù)的初期階段,指令的控制為模擬控制;這種控制方法漂移大、精度差,由于數(shù)字控制可以克服上述缺點(diǎn),因此越來(lái)越多地得到應(yīng)用。

當(dāng)前,F(xiàn)ANUC最大的伺服電機(jī)a3000HVis規(guī)格如下:額定輸出功率250kW,最大功率530kW,堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩3000Nm,最大輸出轉(zhuǎn)矩為5300Nm,最高轉(zhuǎn)速為2000r/min,目前,也是世界上最大的伺服電機(jī)。這種電機(jī)主要應(yīng)用在數(shù)控注塑機(jī)和沖壓機(jī)上,原先,這些機(jī)械主要采用液壓驅(qū)動(dòng)。

圖1 直線電機(jī)與直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造的NC機(jī)床受制于標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)裝置及控制器,使加工的精度和速度受到限制。在上世紀(jì)80年代末出現(xiàn)了直線伺服電機(jī)。它由兩個(gè)元件組成,電磁力直接作用于移動(dòng)元件而無(wú)需機(jī)械連接,沒(méi)有螺距周期誤差,精度完全依賴于反饋系統(tǒng)和分級(jí)的支承。由全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器供電,剛性高,頻響好,因而可獲得高速度。比如L17000C3/2is 的直線電機(jī): 最大推力可達(dá)17000N, 連續(xù)推力3400N/4080N/6800N(分別對(duì)應(yīng)自然冷/氣冷/水冷),速度可達(dá)4m/s,加速度30g, 分辨率可達(dá)0.01µm,甚至更高。直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比,主要有如下幾個(gè)特點(diǎn):一是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,由于直線電機(jī)不需要有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)的附加裝置,因而使得系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化,重量和體積大大地減少;二是定位精度高,在需要直線運(yùn)動(dòng)的地方,直線電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)直接傳動(dòng),因而可以消除中間環(huán)節(jié)所帶來(lái)的各種定位誤差,故定位精度高;三是反應(yīng)速度快、靈敏度高,可做到滑塊和定子之間始終保持一定的空氣隙而不接觸,這就消除了定子、滑塊間的接觸摩擦阻力,因而大大地提高了系統(tǒng)的靈敏度、快速性和隨動(dòng)性;四是工作安全可靠、壽命長(zhǎng)。

在數(shù)控機(jī)床上把低速力矩電機(jī)直接作為旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)是伺服技術(shù)的又一個(gè)發(fā)展。傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)一般是通過(guò)高速伺服電機(jī)帶動(dòng)降速齒輪、蝸輪、蝸桿副進(jìn)行降速。傳動(dòng)鏈長(zhǎng),噪聲大,需要維修。在采用直接驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)后,由于加大了電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑,采用稀土金屬作為磁極材料,因此可以獲得大轉(zhuǎn)矩。并對(duì)磁路進(jìn)行最佳設(shè)計(jì),以減少低速的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。表1是齒輪傳動(dòng)工作臺(tái)和直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)性能比較。
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表1 齒輪工作臺(tái)和直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)性能比較

項(xiàng)目齒輪工作臺(tái)直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)速度加速度伺服剛度(例
如,位置增益)
一般抗干擾相對(duì)強(qiáng)相對(duì)弱夾緊轉(zhuǎn)矩相對(duì)小定位精度高(主要決定于編碼器
分辨率和降速機(jī)械)
高(主要決定于編碼器分辨
率、機(jī)械剛度和軸承剛度)
機(jī)械噪聲維修必需(由于機(jī)械磨損)基本不必要裝配相對(duì)容易需要思考(由于磁拉力)冷卻一般不需要自然冷/氣冷/液冷(決定于
連續(xù)轉(zhuǎn)矩和散熱情況)
外形尺寸不緊湊(電機(jī)外裝)緊湊(電機(jī)內(nèi)裝)

當(dāng)前,F(xiàn)ANUC工作臺(tái)的內(nèi)裝式伺服電機(jī)D3000/150is具體規(guī)格如下:最大輸出轉(zhuǎn)矩可達(dá)3000Nm,連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩可達(dá)1200Nm,最大轉(zhuǎn)速為150r/min,外形高度為160mm,外徑為565mm。

2) 主軸電機(jī)

由于交流異步電機(jī)變頻調(diào)速容易實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩、恒功率的功能,又沒(méi)有直流電機(jī)的炭刷,因此很快就被采用在數(shù)控機(jī)床的主軸上。隨著數(shù)控機(jī)床速度的提高,為了簡(jiǎn)化傳動(dòng)鏈,甚至采用“零傳動(dòng)”的結(jié)構(gòu),因而出現(xiàn)了電主軸。把機(jī)床的主軸與主軸電動(dòng)機(jī)集成在一起,它的機(jī)械結(jié)構(gòu)雖然很簡(jiǎn)單,但精度和可靠性卻要求很高。當(dāng)前, 一般內(nèi)裝主軸電機(jī)速度達(dá)到12000~15000r /min;電機(jī)采用三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu),并采用改變極對(duì)數(shù)的方法改變分級(jí)變速。最近,又出現(xiàn)同步電機(jī)的結(jié)構(gòu),采用稀土磁鐵,提高輸出轉(zhuǎn)矩,設(shè)計(jì)最佳機(jī)床結(jié)構(gòu),還開(kāi)發(fā)了寬范圍恒功率的主軸電機(jī)。這有兩種方法:降低原有電機(jī)的功率,擴(kuò)大恒功率調(diào)速范圍;利用變極對(duì)數(shù),達(dá)到恒功率。采用FANUC主軸電機(jī)規(guī)格如表2。

表2 FANUC主軸電機(jī)規(guī)格

型號(hào)特點(diǎn)額定功率范圍
(kW)
速度范圍(r/min)
(基速-最大速)
應(yīng)用ai標(biāo)準(zhǔn)型0.55~454,500~15,000車床、加工中心aip寬范圍恒功率5.5~224,500~8,000車床、加工中心aiT電機(jī)與機(jī)床主軸
直連
1.5~225,000~20,000車床、加工中心aiL高精度直連,油
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3.5~2215,000~20,000車床、加工中心aiB內(nèi)裝0.55~501,000~30,000車床、加工中心aiH高壓供電0.55~1004,000~20,000車床、加工中心

3 驅(qū)動(dòng)裝置的發(fā)展

FANUC的驅(qū)動(dòng)裝置主要由3部分組成:電源、放大器、控制。
電源主要把交流變?yōu)橹绷鳎驯蒙妷核突仉娋W(wǎng)或加以處理,在電源故障時(shí)進(jìn)行保護(hù)等功能。

早期開(kāi)發(fā)的晶閘管伺服系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單,速度范圍能滿足一般數(shù)控機(jī)床的需要,由于晶閘管額定電流大,短時(shí)間過(guò)電流能力強(qiáng),因此對(duì)大慣量直流伺服電機(jī)可以發(fā)揮過(guò)負(fù)荷、高速、高加減速的特點(diǎn)。控制一般采用移相控制的方法。晶閘管伺服系統(tǒng)的缺點(diǎn)是功率轉(zhuǎn)換的頻率較低,只能是電網(wǎng)的頻率50Hz或者高達(dá)300Hz。因此,其伺服裝置低速電流波動(dòng)較大、調(diào)速范圍不大、快速響應(yīng)慢。

由于上述原因, 從技術(shù)上FANUC又推出了PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制的電路。比如,以固定的頻率調(diào)制直流電源電壓V0,當(dāng)方波的占空比△t/T0變化時(shí),輸出平均電壓V1為:

V1=[△t/T0]V0 (3)

然這種電壓的波形也是脈動(dòng)的,但是由于調(diào)制的頻率可以達(dá)到很高,因此波形仍然可以很好。從上述原理看出,PWM的特點(diǎn)可以使系統(tǒng)的快速性提得很高。如果采用晶體管,其動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間比可控硅快,但允許的電流較小,因此比較適合中、小功率的驅(qū)動(dòng)電路。

除了直流進(jìn)給電機(jī)外,F(xiàn)ANUC的交流電機(jī)也采用PWM控制。交流電機(jī)的控制,是通過(guò)交流、直流、交流的原理產(chǎn)生交流電壓去控制交流電機(jī)。首先電網(wǎng)的交流電壓經(jīng)過(guò)整流變成直流電壓,供電給逆變器,它把直流磁路,減小低速脈動(dòng)。這種電機(jī)非常適合數(shù)控車床和數(shù)控齒輪機(jī)床的應(yīng)用。除此以外,F(xiàn)ANUC還開(kāi)發(fā)了與機(jī)床主軸直連的主軸電機(jī),油冷主軸電機(jī)。為了簡(jiǎn)化變成交流;而逆變器是由PWM控制的,通過(guò)PWM電路,變化交流電壓的幅值,頻率低時(shí),輸出電壓的幅值也低,頻率高時(shí),由于采用PWM的控制,輸出電壓的幅值也高。這樣就達(dá)到變頻的同時(shí)也改變了電壓。不但進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用這個(gè)原理;而且交流主軸電機(jī)的調(diào)速也是如此。一般頻率為3kHz~10kHz。

伺服技術(shù)的發(fā)展與電力電子技術(shù)的發(fā)展有關(guān),上世紀(jì)50年代初使用的功率電子器件為電子管、閘流管,體積大、壽命短、效率低;60年代之后,又相繼出現(xiàn)了晶閘管SCR(可控硅整流器)、功率晶體管GTR、功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET、絕緣柵三極管IGBT、智能功率模塊IPM等。把功率放大、觸發(fā)控制、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電路集成在一起。這些器件的出現(xiàn),大大提高了系統(tǒng)的控制性能及集成度、可靠性,從而縮小了尺寸,降低了成本。

4 控制技術(shù)的發(fā)展

FANUC為了提高伺服裝置的性能和實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的功能,對(duì)控制技術(shù)不斷進(jìn)行改進(jìn)。其中最重要的控制功能為HRV控制。如圖2所示。FANUC的CNC采用交流伺服電機(jī),實(shí)際流過(guò)繞組的電流為交流電流。這有二種方法可以進(jìn)行控制:(1)電流控制環(huán)和控制都為AC量;(2)通過(guò)坐標(biāo)變換電流變量為DC量進(jìn)行控制。現(xiàn)在一般采用后者進(jìn)行控制。也稱矢量變換控制。矢量控制原理為:交流電機(jī)中,轉(zhuǎn)子由定子繞組感應(yīng)的電流產(chǎn)生磁場(chǎng);而定子電流含兩個(gè)成份,一個(gè)影響激磁磁場(chǎng),另一個(gè)影響電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。這兩個(gè)電流成份在定子耦合在一起,為了使交流電機(jī)應(yīng)用在既需要速度又需要轉(zhuǎn)矩控制的場(chǎng)合,必須把影響轉(zhuǎn)矩的電流成份解耦控制,采用磁通向量控制法就可以分離這兩個(gè)成份, 并進(jìn)行獨(dú)立控制。HRV就是基于后者的控制。由于采用DC控制,它的控制特性不取決于電機(jī)的速度(即電流的頻率),從速度控制的觀點(diǎn)出發(fā),這意味著由轉(zhuǎn)矩指令決定的實(shí)際的轉(zhuǎn)矩與電機(jī)的速度無(wú)關(guān)。交流異步電機(jī)雖然價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,早期由于電力電子器件笨重、落后,控制理論陳舊,控制性能差,所以交流電機(jī)很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有在NC系統(tǒng)上得到應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,1971年,德國(guó)西門子的Blaschke發(fā)明了交流異步機(jī)的磁通矢量控制法;1980年,德國(guó)人Leonhard為首的研究小組在應(yīng)用微處理器的矢量控制的研究中取得進(jìn)展, 使矢量控制實(shí)用化。上世紀(jì)70年代末,NC機(jī)床逐漸采用異步電機(jī)為主軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。對(duì)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng),伺服技術(shù)取得的最大突破可以歸結(jié)為:交流驅(qū)動(dòng)取代直流驅(qū)動(dòng)、數(shù)字控制取代模擬控制(或者把它稱為軟件控制取代硬件控制)。這兩種突破的結(jié)果產(chǎn)生了交流數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),特別是數(shù)字信號(hào)處理器DSP的應(yīng)用,系統(tǒng)的計(jì)算速度大大提高,采樣時(shí)間大大減少。使伺服系統(tǒng)性能改善、可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強(qiáng)。因而推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

圖2 HRV控制框圖

HRV是“高響應(yīng)矢量”(High Respons Vector)的意義。所謂HRV控制是對(duì)交流電機(jī)矢量控制從硬件和軟件方面進(jìn)行優(yōu)化,以實(shí)現(xiàn)伺服裝置的高性能化,從而使數(shù)控機(jī)床的加工達(dá)到高速和高精;為了實(shí)現(xiàn)高速和高精,進(jìn)給伺服裝置的HRV主要控制:(1)對(duì)輸入指令具有高精高速的響應(yīng);減少采樣時(shí)間,對(duì)電流進(jìn)行高精度檢測(cè);優(yōu)化軟件設(shè)計(jì),對(duì)電流和速度進(jìn)行控制,以加大速度增益和位置增益, 從而提高改善系統(tǒng)的性能;(2)對(duì)外部的干擾具有良好的魯棒性;(3)采用高精度編碼器; (4) 設(shè)置HRV濾波器, 減少機(jī)械諧振影響。通過(guò)以上措施可使系統(tǒng)的速度增益達(dá)到5000%,位置增益達(dá)到300/秒。而主軸伺服裝置的HRV主要控制:(1)設(shè)置HRV濾波器,減少機(jī)械諧振影響,加大速度增益;提高系統(tǒng)穩(wěn)定性;(2)精調(diào)加減速,提高同步性;(3)降低高速時(shí)繞組溫升。

5 采用數(shù)字伺服的自調(diào)諧技術(shù),方便于調(diào)試

為了使用戶方便調(diào)試, 對(duì)伺服裝置, FANUC 還設(shè)計(jì)了“ Servo Guide”軟件工具。它采用自調(diào)諧(self tuning)技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)可自動(dòng)地把伺服參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,并顯示運(yùn)轉(zhuǎn)的波形,使伺服系統(tǒng)方便、準(zhǔn)確、快速地調(diào)試和進(jìn)行維修。


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