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FS100系列在机床行业的推广与应用

  • 伺服系统是数控机床的重要组成部分,用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由...

 

数控机床工作原理
    
按照零件加工的技术要求和工艺要求,编写零件的加工序,然后将加工程序输入到数控装置,通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具,以及工件的夹紧与松开,冷却、润滑泵的开与关,使刀具、工件和其它辅助装置严格按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作,从而加工出符合图纸要求的零件。

l 数控机床结构
数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体四个部分组成 :
 控制介质  控制介质以指令的形式记载各种加工信息,如零件加工的工艺过程、工艺参数和刀具运动等,将这些信息输入到数控装置,控制数控机床对零件切削加工。
 数控装置  数控装置是数控机床的核心,其功能是接受输入的加工信息,经过数控装置的系统软件和逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理,向伺服系统发出相应的脉冲,并通过伺服系统控制机床运动部件按加工程序指令运动。
 伺服系统  伺服系统由伺服电机和伺服驱动装置组成,通常所说数控系统是指数控装置与伺服系统的集成,因此说伺服系统是数控系统的执行系统。数控装置发出的速度和位移指令控制执行部件按进给速度和进给方向位移。每个进给运动的执行部件都配备一套伺服系统,有的伺服系统还有位置测量装置,直接或间接测量执行部件的实际位移量,并反馈给数控装置,对加工的误差进行补偿。
 机床本体  数控机床的本体与普通机床基本类似,不同之处是数控机床结构简单、刚性好,传动系统采用滚珠丝杠代替普通机床的丝杠和齿条传动,主轴变速系统简化了齿轮箱,普遍采用变频调速和伺服控制。
 下图为控制流程模块示意图 

1.jpg

l 以GSK928TE电脑为例详细介绍进给轴的位置控制原理
        数控机床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机电一体的加工设备。
        伺服系统是数控机床的重要组成部分,用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服系统是数控机床的最后环节,其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标,因此,对数控机床的伺服驱动装置要求具有良好的快速反应性能,准确而灵敏地踪数控装置发出的数字指令信号,并能忠实地执行来自数控装置的指令,提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。驱动装置由主轴驱动单元、进给驱动单元和主轴伺服电动机、进给伺服电动机组成。交流伺服系统是目前主流的驱动装置。测量元件将数控机床各坐标轴的实际位移值检测出来并经反馈系统输入到机床的数控装置中,数控装置对反馈回来的实际位移值与指令值进行比较,并向伺服系统输出达到设定值所需的位移量指令,从而形成实际的位置闭环控制环路。

  

富凌FS100伺服驱动系统在数控机床的应用
   
  FS100系列是结合市场需求设计生产的交流同步伺服驱动器,采用先进的控制算法,实现速度控制、位置控制的全数字化控制。采用智能模块IPM和DSP与ARM数字控制技术等当今最新颖的设计,操作简单、可靠性、体积小巧、易于安装。成就客户,服务市场,FS100拥有成熟的伺服控制技术和最高的性价比。
l 技术特点:
 调速范围:稳速运行最高可达±5000rpm,最低速±0.1rpm
 过载能力强:转矩可达3倍额定负载

 高动态响应:速度环带宽可达300Hz,突加负载转速变化小
  IO接口:各种I/O接口采用高速光耦隔离,功能可按需要编程(输入接口可实现伺服使能、报警清除、转矩限制和紧急停止功能;输出接口可实现报警、定位完成和速度到达等指示功能,使操作流程更规范化)。输入接口可由开关、继电器和集电极开路三极管控制;输出采用达林顿光耦,可与继电器和光耦连接,接口使用更加方便

  模拟量指令输入:速度转矩共用一个模拟量端子,可差分或单端输入,范围-10V~+10V

 位置控制指令输入:高速光耦可单端和差分输入的PULS/SIGN信号、 CCW/CW/AB正交脉冲方式
 电子齿轮比和指令脉冲平滑滤波,使系统在加减速过程中平稳运行
 共振抑制:通过调整内部参数可达到抑制共振效果
 编码器信号差分输出,可方便与上位控制主机连接

 保护功能:驱动系统有过压、欠压、过流、过载、超速和编码器异常等多种错误检测功能并根据错误现象显示对应错误代码,真正起到对硬件和设备的保护作用
 电磁制动功能:提供对伺服马达的制动功能,用于提供锁住与电机相连的垂直或倾斜工作台,防止伺服因停止使能或失电而导致工作台跌落
 增益调整可调整电流环、速度环和位置环等三个控制回路

       下图为FS100系列交流同步伺服系统在与GSK928TE为核心的数控机床应用接线图:

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l 单条轴试运行调试:

参数代码代码含义出厂值调试范围单位  调试值
C000密码设定315333333
C001驱动器型号代码L12L12L12
C002伺服电机代码d101电机参数电机参数
C004控制方式00-1 位置控制
C005速度换增益400-3000HZ65
C006速度换积分时间常数201.0-1000.0ms20
C007转矩滤波时间常数2.50.01-50.00ms2.5
C009位置环增益401-10001/s55
C017负载转动惯量比10.0-200.01.2
C019速度检测滤波时间常数2.50.50-50.00ms2.5
C021位置前馈增益00-100%5
C022位置换前馈滤波时间常数20.02-50.00ms1.3
C038指令脉冲输入信号滤波70-21 14
C040位置指令指数平滑滤波时间00-1000ms0
C098伺服使能方式00-11
C099马达代码系列更改dd-bd


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