0.75kW变频器FR-A720-0.75K|三菱变频器

一、前言

    这就要求可移动部门在保证灵活运动的同时，有良好的刚性，这样能减小机械传动的惯量，从而得到较高的响应频率。
 
二、雕铣机的结构

    跟着中国庶民糊口水平的不断进步，高档腕表、精美的钻戒已不再是奢靡品，各种精美的家具也走入了平常庶民的家中。进给轴系同一般分为X轴、Y轴和Z轴，分别由3台同步伺服驱动器和同步永磁电机组成。采用外部位置控制方式，由数控系统发AB相脉冲信号，电子齿轮比为1:1。使用安迪伺服， ADSD-S23-1.5K + ADSM-S130-050M25DK 1.5KW，Z轴控制主轴上下运动，需使用抱闸电机，抱闸由伺服驱动器输出控制高机能的数控雕铣机要求伺服系统有较高的响应频率、系统刚性，以及良好的低速特性。数控系统主轴采用变频控制，进给轴有3个伺服输出端口。

三、雕铣机控制方案

雕铣机一般由数控系统、主轴系统和进给轴系统组成。通过实际加工观察，铭泰伺服电机和伺服驱动器达到要求响应速度和精度，并具有更优良的性价比，可为企业创造更多的效益。是一家专门从事于交流永磁同步伺服系统和交流异步伺服系统的研发、制造、销售和服务为一体的自动化控制企业。主轴系同一般采用变频器|三菱变频器进行驱动电主轴，*高速度为2-5万转/分，一般加工速度为1-2万转/分。

四、驱动器调试

    江苏铭泰数控同步伺服驱动器详细根据负载情况选择驱动器及同步伺服电机。

五、总结

    通过铭泰伺服驱动器上位机软件或键盘，可以对控制器的参数进行修改，在定位过程中，要保持较高的响应频率，需在保持电机不振动的情况下，调节基本参数B36速度比例增益尽量大，B37速度积分时间常数尽量小；再看电机定位是否正确，若定位有过冲则稍调小B10位置比例增益。江苏铭泰数控技术有限公司是由留日海归博士和海内自动化学者共同投资组建的高新技术企业。通过实际加工对比发现，使用安迪伺服的雕铣机加工的模具，可达到模具要求，尺寸完全合格，手感良好，粗拙度（光洁度）良好，对于加工手板雕铣机功能足够知足要求，对于模具加工雕铣机可以达到要求。因此安迪数控有限公司对ADSD-S伺服系统在数控雕铣机的应用制作了方案。公司可为客户提供完美的解决方案。数控雕铣机因其可以切割、镂铣，并具有加工精度高，效率高等特点成为高精密加工的能手。
伺服电机的DNA
来源：《亚洲控制工程》阅读人次：23发布时间：2012-09-10
电机的应用是工业界的革命，它减少了对人力和牲畜的依赖，让我们的生活变得更加方便、舒适、安全，生产也更加高效。今天，工厂的车间到处都装满了电机，以及从电机衍生出的更先进的设备，比如伺服驱动和运动控制器。这些产品反过来提供了更多的安全性能，比如安全降速、安全停机等等。

但是尽管电机的应用遍布家电和包装机械，它*基本的功能仍然没有发生改变，就是将电能转化为机械能。其工作原理就是通过电流（或者磁场）感应产生机械力，驱动电机。*台电力驱动设备的出现已经是200年前的事情了。

*初的这些设备距离现在的数字伺服电机技术还是相差甚远。新的技术已经将应用领域扩展到了包装机械、工厂自动化的*机械应用当中。

伺服驱动的功能是用来采集表示伺服主轴理想输出位置的控制信号，为马达供电直到主轴到达该位置。

与生俱来

*早的伺服电机一般都是直流型的，随着高效晶体管的问世，它们才可以控制更大的电流，在更高的频率上转化大电流，这也就是交流伺服电机越来越流行的原因。

但是现在伺服电机的源头还是可以追溯到直流电机。直流电机的速度或者功率正好与“占空比”的概念吻合，即使用脉冲宽度调节（PWM）技术来控制电机的功率。

伺服电机系统同样应该能够做到这一点，而且还不仅如此，比如还可以在不出现过热的情况在速度在一定范围内变化、零速度运行、保持足够的扭矩将负载控制在某一位置、超低速长期运行不出现过热情况等等。

为了满足上述这些需求，电机的设计主要包括四个部分：马达、齿轮减少箱、位置感应设备和控制电路。它还使用三线连接（和直流电机的两线连接不同），分别用来供电、接地和控制。

采用固定功率，伺服驱动（也可以被称作放大器）装备相应的电子元件，将交流电转化为直流电驱动马达。和直流电机一样，控制信号的脉冲宽度可以调整，但是脉冲的持续时间会决定伺服电机主轴的位置。

伺服驱动的功能是用来采集表示伺服主轴理想输出位置的控制信号，为马达供电直到主轴到达该位置。接下来，伺服驱动采用位置感应设备确定轴的旋转位置，这样它就可以了解电机应该如何工作才能将轴移动指定位置。

为了避免过热情况的发生，电机还装有风扇，提供冷空气。风扇采用固定电压的电源供电，这样在任何时候，无论伺服电机的运行速度如何，风扇的速度都不会打折扣，绝大多数伺服系统都可以采用直流和交流电压供电，但是在使用交流电的时候需要非常谨慎，要保证齿轮减速箱能够从静止位置快速的移动大型负载。在电机箱体中安装编码器或者解码器也是非常明智的选择，这样可以准确的显示电机主轴的位置或者速度。

挑选原则

没有选择好伺服电机，会导致糟糕的系统性能。不幸的是，在选择伺服系统元件的时候并没有什么捷径可走，因为在当前的市场上的电机、供电传输设备和其他周边元件都有很多种类型，并且非常复杂。

然而，选择的时候*主要考虑的因素还是负载和成本问题。如果成本确定，伺服电机的负载就可以根据其速度、峰值扭矩和扭矩规格以及其齿轮排列方式确定。

这样可以简化挑选的过程，因为负载的要求可以转化为电机主轴上的负载当量，用来计算电机总的扭矩需求。

如果齿轮比已知，*大负载速度就可以转化为*大的电机速度。然而，*大的电机速度只有在做出*终选择之后才能够知晓，而对于绝大多数电机而言，*大速度上拥有的扭矩一般要小于失速扭矩。因此，在做出*终选择之前，*好需要一个反复的过程。

但是电机的性能也会受到驱动的影响，在这里必须要考虑系统的速度扭矩关系。在选择驱动的时候，应该能够为电机提供足够的电流和电压，同时满足负载峰值和扭矩的要求。

根据拇指定律，由于系统负载的变化，理想情况下一般使用*大电机速度和电机额定的峰值扭矩，而不是计算得到的系统要求。可以在*开始的时候选择*大的电机速度以及能够将*大负载速度转化为*大电机速度一半的齿轮比。

在这个步骤当中，可以在*大速度上得到几乎连续的失速扭矩，而电机可以在这个速度上可靠的运行，不需要经常进行维护，也不会由于轴失效出现故障。

然而，还有其他的约束条件决定齿轮比。其中之一就是轴的共振频率。在设计的早期必须要进行考虑，才能消除意外和负面的伺服表现。如果没有这样做，可能就会因为不必要的振动造成系统的严重破坏。

伺服电机驱动器的组成结构主要包括控制系统和驱动系统

1.控制系统

一般由DSP组成，利用它采集电流反馈值闭合电流环，采集编码器信号算出速度闭合速度环，产生驱动驱动系统的6个开关管的Pwm开关信号。

2.驱动系统

a.整流滤波电路，比如将220V交流弄成310V左右直流提供给IPM

b.智能功率模块(IPM)内部是三相两电平桥电路。每相的上下开关管中间接输出U，V，W。通过6个开关管的开闭，控制UVW三相每个伺服瞬间，是与地连通还是与直流高电压连通。

c.电流采样电路，可能是霍尔电流传感器，电路的输出将与控制系统的AD口相连。

d.编码器的外围电路，它的输出与DSP的事件管理器相连。

*关键其实是软件啦。上面是硬件组成。

伺服电机作为一种闭环控制的系统，和现代数字控制技术有着本质的联系。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)，但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。
　　
　　现就二者的使用性能作一比较。
　　
　　一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为1.8°、0.9°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72°、0.36°。也有一些高性能的步进电机通过细分后步距角更小。如三洋公司(SANYODENKI)生产的二相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。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。以三洋全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2000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°/8000=0.045°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=0.0027466°，是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。
　　
　

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。当步进电机工作在低速时，一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。交流伺服电机运转非常平稳，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。
　　
　　三、矩频特性不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其*高工作转速一般在300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。
　　
　　四、过载能力不同步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以山洋交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其*大转矩为额定转矩的二到三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。