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伺服控制中电子齿轮比

类别:行业新闻   发布时间:2019-09-05 09:36   浏览:

  伺服控制中电子齿轮比是什么 伺服系统的精度由编码器的线数决定, 而通过电子齿轮设定可以使指令脉冲设为任意值.怎么理解?? 答: 伺服系统的精度是编码启的线数决定, 这个不假, 但这个仅仅是伺服电机的精度 在实际运用中, 连接不同的机械结构, 如滚珠丝杠, 蜗轮蜗杆副, 螺距、 齿数等参数不◆◁•同, 移动最小单位量所需的电机转动量是不同的 电子齿轮比是匹配电机脉冲数与机械最小移动量的 举个例子: 车床用 1 0mm 丝杠, 那么电机转一圈机械移动 1 0mm, 每移动 0.001 mm 就需要电机旋转 1 /1 0000 圈 而如果连接 5mm 丝杠, 且直径编程的线 的移动量就需...

  伺服控制中电子齿轮比是什么 伺服系统的精度由编码器的线数决定, 而通过电子齿轮设定可以使指令脉冲设为任意值.怎么理解?? 答: 伺服系统的精度是编码启的线数决定, 这个不假, 但这个仅仅是伺服电机的精度 在实际运用中, 连接不同的机械结构, 如滚珠丝杠, 蜗轮蜗杆副, 螺距、 齿数等参数不同, 移动最小单位量所需的电机转动量是不同的 电子齿轮比是匹配电机脉冲数与机械最小移动量的 举个例子: 车床用 1 0mm 丝杠, 那么电机转一圈机械移动 1 0mm, 每移动 0.001 mm 就需要电机旋转 1 /1 0000 圈 而如果连接 5mm 丝杠, 且直径编程的线转 这个是电子齿轮的作用。 电子齿轮设置的是驱动给电机的, 编码器精度是电机反馈给驱动的。 假如电子齿轮比设为 3, 上位控制器发出 1 00 个脉冲, 经过伺服驱动器后实际发给伺服电机的脉冲数应该为 1 00*3=300 个脉冲。 同样, 上位控制器发出的脉冲速度和脉冲加速度都要乘以这个比例 电子齿能是指可将相当于指令控制器输入指令 1 脉冲的工件移动量设定为任意值的功能, 分为电子齿轮(分子) Pn 202、 电子齿轮(分母) Pn 203两部分参数。 在无减速比条件下设定时, 根据当前电机的编码器规格把相对应的编码器脉冲数 1 3 位: 2048P/R 1 6 位: 1 6384P/R 1 7 位: 32768P/R 乘以分频比 4 后, 写入 Pn 202。 将负载轴旋转一圈的脉冲数写入 Pn 203。 例如: 电机的编码器规格为 1 6 位时, 把 1 6384*4=65535 写入电子齿轮(分子) Pn 202 想要 36000 个脉冲转一圈的话, 在电子齿轮 (分母) Pn 203 中写入 36000 注: Pn 202/ Pn 203 的值必须在[0.01 , 1 00], 并且当 Pn 202 或 Pn 203 内的值◇…=▲超过 65535 后, 请进行约分。 电子齿★-●=•▽轮就电机编码器反馈脉冲与指令脉冲的一个比值 简单实用地介绍伺服电子齿轮比的计算方法 电子齿轮比是伺服中经常要用到的, 初学者对这个参数的设置有时会不解,先介绍两个伺服电子齿轮设置方面的 2 个小例子, 供大家参考下。 例 子 1 : 已 知 伺 服马 达的 编 码器的 分辨率是 1 31 072 P/R, 额定 转速为 3000r/min,上位机发送脉冲的能力为 200Kpulse/s, 要想达到额定转速, 那么电子齿轮比至少应该设为多少? 来源于: 528 工控网 计算如下图所示: 根据上图中的算法, 可以算出电子齿轮比 CMX/CDV 的值 来源于: 528 工控网 例 子 2 :已 知 伺 服 马 达 的 分 辨 率 是 1 31 072 P/R, 滚 珠 丝 杠 的 进 给 量为 Pb =8mm。 (1 ) 计算反馈脉冲的当量(一个脉冲走多少) ? 来源于: 528 工控网 △Lo= (2) 要求指令脉冲当量为 0.1 um/p ,电子齿轮比应为多少? 电子齿轮比= (3) 电机的额定速度为 3000rpm, 脉冲频率应为多少? Fc= 解答: (1 ) 计算反馈脉冲的当量(一个脉冲走多少) ? △Lo= 8mm/1 31 072 (2) 要求指令脉冲当量为 0.1 um/p ,电子齿轮比应为多少? △Lo×电●子齿轮比×1 000=0.1 (3) 电机的额定速度为 3000rpm, 脉冲频率应为多少? Fc×电子齿轮比=3000/60×131 072 介绍电子齿轮比的概念及如何应用 先看一下机械齿轮比的概念: 两个直径不同的齿轮结合在一起转动, 直径大的齿轮转速自然会比直径小的齿轮转慢一些, 它们的转速比例其实和齿轮直径大小成反比, 这个比例成为齿轮比. 电子齿轮比的的作用同样也是用于转速比例调节, 用很小的脉冲频率调节出很大的转速! 以松下 A4 系列伺服电机为例, 伺服电机旋转一周, 伺服驱动器需要给伺服电机 1 0000 个脉冲, 同时编码器反馈 1 0000 个脉冲给伺服放大器。 如果令伺服电机以 20 转/秒的速度旋转, 控制器需▽•●◆要每秒发 200000 个脉冲,即是 200K, 如果我们用三菱 FX1 N 来控制伺服电机, FX1 N 最高▪•★只能发送 1 00K 的脉冲。 这时就需要引入电子齿轮比以减小 PLC 发给伺服放大器发脉冲的频率。 伺服电机实际脉冲频率=PLC 发给伺服驱动器的脉冲频率 X 电子齿轮比 需要注意的是, 电子齿轮比设的很大, 每个脉冲对应的位移也很大, 精度调 整也就越困难! 在设定电子齿轮比时要综合考虑速度与精度的矛盾! 要使电机每个脉冲旋转 0.01 圈只要设定电机每 1 00 个脉冲旋转一圈就可以了,和齿轮变比没关系, 如果伺服驱动器没有直接设定多少脉冲一圈这个参数(三菱j3 系列有) , 那么就用电机编码器分辨/1 00 就是电子齿轮(实际设定不能设定这么大的电子齿轮比) 。 一般要求设定电子齿轮比是设定一个整数脉☆△◆▲■冲对应整数距离方便设定的, 还有就是由于模块输出脉冲达不到电机运行最高速度而设定。 例如: 螺距 8 毫米, 大齿轮为 70, 小齿轮为 56, 电机在小齿轮上, 电机编码器分辨为 2000 脉冲/转, 要求设定为每个脉冲为 0.01 毫米, 求电子齿轮? 2000/(8*56/70/0.01 )=2000/640 每分行程: 1 5*1 000=1 5000mm 电机转速: 1 5000/1 0=1 500 转/分 你说的 1 00HZ 如果是脉冲频率 , 那你可以算出脉冲周期 F=1 /T T=0.01 就是 0.01 S 发一个脉冲 根据周期和你电机一圈脉冲量就能算出你电机的转速, 伺服电机在喷绘机上应用计算公式 送布电机和小车板电机 喷绘机中的电机从功能上分为 3 类: 墨泵电机, 送布电机和小车板电机, 届于墨泵电机功率小, 本文不做重点介绍, 只对送布电机和小车板电机的选型应用做详细讲解。 目前喷绘机的送布电机和小车板电机从电机类型上分为步进电机和伺服电机, 伺服电机又分为直流有刷电机和交流无刷电机。 步进电机在低速时扭矩大, 但步进电机的机构决定了◆■步进电机无法支持 600RPM 以上的速度,另外, 由于步进电机在停机时定位时的缺陷会造成走位误差, 已经无法满足现在喷绘机高速高效的要求。 由于伺服电机响应快, 速度高, 并且定◆▼位精度高的特点, 现在喷绘机普遍选用这一类电机作为送布电机和小车板控制电机。 届于成本的压力, 目前在中低速喷绘机上的主流电机为低压直流伺服电机, 配套的控制器分别有模拟伺服驱动器和全数字伺服驱动器。 模拟伺服驱动器以深圳雷赛科技的 DB810A 为代表, 全数字伺服驱动器厂商国内主要由上海哲佑 P 系列和深圳雷赛的 DCS810 系列为代表。 由于模拟电路在使用中的漂移性, 从而使得模拟伺服驱动器不太适合高速定位的应用。 本文着重讲解 P 系列全数字伺服控制器在喷绘机上的应用举例 。 送布系统要求: 要求能够正反转, 进布和退布速度保持平稳, 在停机时自动锁死, 防止布滑落。 设计: 采用 PH100DC 伺服驱动器+PM100DC 伺服电机, 最大输出功率 100W, 编码器线PPR, 定位精度为正负 1 个脉冲, 锁死电流为 6A, 响应频率为 20KHZ, 在 24V 额定电压下最高速度为 2500RPM, 额定扭矩 0. 29Nm。 测试结果: 同上位机控制卡保持同步性能较好, 走布误差在 2 个脉冲之内。 小车板控制系统要求: 高速响应, 最高速达到 1. 2 米/秒, 机械减速比为 1: 6 , 采用 PH100DC 伺服驱动器+PM100DC 伺服电机, 定位精度为正负 1 脉冲, 在 24V 额定电压下最高速度为 2500RPM, 额定扭矩 0. 29Nm, 轴径 8mm。 下面将通过举例介绍如何通过喷头选择电机和驱动器 设计 1: 根据喷头点火频率计算喷头打印速度; 如: Xaar 128/40 喷头, 点火频率是 8. 3KHz,打印分辨率为 360dpi 时: 喷头打印速度= = =0.585m/s ▼▲因此, 此喷头的打印速度为 0. 585m/★△◁◁▽▼s。 设计 2: 喷头电机齿轮直径 15mm, 变速皮带轮: 大轮直径 68mm, 小轮 42mm: (以 1200mm/s的打印速度为例) 电机转速计算: 电机轴周长: C = D = 3. 14×15 = 47. 1mm 1200mm/s 时, 电机转速: n = 综合: 当喷头打印速度为 1200mm/s 时, 电机最高转速为 2475RPM。 因此额定转速为 2500RPM 的 PM100DC 可以满足 1. 2 米/秒的高速要求。 由设计 1 和设计 2: 喷头速度为 0.585m/s 时电机最高转速为: n = 设计 3: 喷头重量为 5kg, 喷头打印速度 1.2m/s, 电机加速时间 0.3s, 小车匀速摩擦力 20N, 机械效率 80%, 减速比 6, 喷头小车加速时的力: F = m +f = 5kg×4m/ +20N=40N 加速所需扭矩: TL = = 40N×0.034m=1.36Nm 电机输出扭矩: T◁☆●•○△= 0.18Nm 综上所述: 当喷印速度为 1.2m/s 时, 电机所需最大扭矩为 0.18Nm, 所需转速为 2475RPM,PH100DC 电机在恒定额定电压下输出扭矩 0.29Nm, 转速 2500RPM, 能够满足高速要求。 测试结果: 电机从 0 加速至 2475RPM 时间为 0. 3s, 小车板在移动过程中稳定无振动, 小车板 静止时保持力度足够大。 系统测试结论: 对于喷头轴和进布轴伺服性能的要求主要是伺服系统有较高的动态响应及较高的定位精度。 全数字直流伺服驱动器基于专用运动控制器 DSP 和高效 MOSFET 等先进技术的硬件平台, 有着高速度频率响应, 具有共振抑制功能, 可以精确调谐, 消除震动; 控制精度可以达到 1 个脉冲, 最大的输入频率可以•□▼◁▼达到 250Kpps, 这都很好的保证了进布轴所需驱动的要求。 对于主轴伺服要求有快速的启停特性和稳定的速度控制, 全数字直流伺服驱动器 是基于 ▲●…△DSP 的硬件控制, 具有开放式的参数调整接口, 可以根据用户的使用情况进行参数的设置。 这些特点是步进电机系统和模拟伺服系统所不能比拟的。 伺服★◇▽▼•电机原理 一、 交流伺服电动机 交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似. 其定子上装有两个位置互差 90 的绕组, 一个是励磁绕组 Rf, 它始终接在交流电压 Uf 上; 另一个是控制绕组 L, 联接控制信号电压 Uc。 所以交流伺○▲-•■□服电动机又称两个伺服电动机。 交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式, 但为了使伺服电动机具有•●较宽的调速范围、 线性的机械特性, 无“自转” 现象和快速响应的性能, 它与普通电动机相比, 应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。 目前应用较多的转子结构有两种形式: 一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量, 转子做得细长; 另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子, 杯壁很薄, 仅 0. 2-0. 3mm, 为了减小磁路的磁阻, 要在空心杯形转子内放置固定的内定子. 空心杯形转□◁子的转动惯量很小, 反应迅速, 而且运转平稳, 因此被广泛采用。 交流伺服电动机在没有控制电★▽…◇压时, 定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场, 转子静止不动。 当有控制电压时, 定子内便产生一个旋转磁场, 转子沿旋转磁场的方向旋转, 在负载恒定的情况下, 电动机的转速随控制电压的大小而变化,当控制电压的相位相反时, 伺服电动机将反转。 交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似, 但前者的转子电阻比后者大得多, 所以伺服电动机与单机异步电动机相比, 有三个显著特点: 1、 起动转矩大 由于转子电阻大, 其转矩特性曲线 所示, 与普通异步电动机的转矩特性曲线 相比, 有明显的区别。 它可使临界转差率 S0>1, 这样不仅使转矩特性(机械特性) 更接近于线性, 而且具有较大的起动转矩。 因此, 当定子一有控制电压, 转子立即转动, 即具有起动快、 灵敏度高的特点。 2、 运行范围较广 3、 无自转现象 正常运转的伺服电动机, 只要失去控制电压, 电机立即停止运转。 当伺服电动机失去控制电压后, 它处于单相运行状态, 由于转子电阻大, 定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性(T1-S1、 T2-S2 曲线) 以及合成转矩特性(T-S 曲线) 。 关于伺服电机的额定转速, 这和电机本身的设计点有关系。 即伺服电机一旦设计好了, 那它的额定频率、 额定转速值就确定了。 对于◇•■★▼这一点来说, 伺服电机和普通鼠笼电机其实是一样的。 所谓的“有 3000rpm, 4500rpm, 6000rpm 等, 额定频率也有 14Hz, 50. 7Hz 等” 这只是和电机的极对数及本身的设计有关 伺服电动机又称执行电动机, 在自动控▷•●◇=△▲制系统中, 用作执行元件, 把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。 分为直流和交流伺服电动机两大类, 其主要特点是, 当信号电压为零时无自转现象, 转速随着转矩的增加而匀速下降。 关于伺服电机的额定转速, 这和电机本身的设计点有关系。 即伺服电机一旦设计好了, 那▲★-●它的额定频率、 额定转速值就确定了。 对于这一点来说, 伺服电机和普通鼠笼电机其实是一样的。 所谓的“有 3000rpm, 4500rpm, 6000rpm 等, 额定频率也有 14Hz, 50. 7Hz 等” 这只是和电机的极对数及本身的设计有关系。

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