揭示:AB电机与交流伺服系统的事实奥秘 AB电机是种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用作比较。 AB电机精度不同,交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。 AB电机特性不同,步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器有关,般认为振动频率为电机空载起跳频率的半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当AB电机工作在低速时,般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。 AB电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。交流伺服系统在许多方面都优于AB电机。但在些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以,在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素,选用适当的控制电机。 1.AB电机设置自动加油参数(设置得小些,如5秒加次油),观察自动加油是否正确,如果正确,则将自动加油参数设置到实际需要的参数。 2.设置步进驱动器的细分数,通常细分数越高,控制分辨率越高。但细分数太高则影响到zui大进给速度。般来说,对于模具机用户可考虑脉冲当量为0.001mm/P(此时zui大进给速度为9600mm/min)或者0.0005mm/P(此时zui大进给速度为4800mm/min);对于精度要求不高的用户,脉冲当量可设置的大些,如0.002mm/P(此时zui大进给速度为19200mm/min)或0.005mm/P(此时zui大进给速度为48000mm/min)。对于两相步进电机,脉冲当量计算方法如下:脉冲当量=丝杠螺距÷细分数÷200。 3.AB电机单轴加速度:用以描述单个进给轴的加减速能力,单位是毫米/秒平方。这个指标由机床的物理特性决定,如运动部分的、进给电机的扭矩、阻力、切削负载等。这个值越大,在运动过程中花在加减速过程中的时间越小,效率越高。通常,对于步进电机,该值在100 ~ 500之间,对于伺服电机系统,可以设置在400 ~ 1200之间。在设置过程中,开始设置小点,运行段时间,重复做各种典型运动,注意观察,如果没有异常情况,然后逐步增加。如果发现异常情况,则降低该值,并留50%~100%的保险余量。 4. AB电机起跳速度:该参数对应步进电机的起跳频率。所谓起跳频率是步进电机不经过加速,能够直接启动工作的zui高频率。合理地选取该参数能够提高加工效率,并且能避开步进电机运动特性不好的低速段;但是如果该参数选取大了,就会造成闷车,所以定要留有余量。在电机的出厂参数中,般包含起跳频率参数。但是在机床装配好后,该值可能发生变化,般要下降,特别是在做带负载运动时。所以,该设定参数是在参考电机出厂参数后,再实际测量决定。 5.AB电机弯道加速度:用以描述多个进给轴联动时的加减速能力,单位是毫米/秒平方。它决定了机床在做圆弧运动时的zui高速度。这个值越大,机床在做圆弧运动时的zui大允许速度越大。通常,对于步进电机系统组成的机床,该值在400~1000之间,对于伺服电机系统,可以设置在1000 ~ 5000之间。如果是重型机床,该值要小些。在设置过程中,开始设置小点,运行段时间,重复做各种典型联动运动,注意观察,如果没有异常情况,然后逐步增加。如果发现异常情况,则降低该值,并留50%~100%的保险余量。通常考虑到步进电机的驱动能力、机械装配的摩擦、机械部件的承受能力,可以在厂商参数中修改各个轴的zui大速度,对机床用户实际使用时的三个轴zui大速度予以限制。 |