《電子技術(shù)應(yīng)用》
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東能伺服在數(shù)控磨床上的應(yīng)用
中國自動化網(wǎng)
摘要: 隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,軸承等作為標(biāo)準(zhǔn)化的精密基礎(chǔ)件,用戶對其精度要求、噪音值要求和振動值要求都很高。以前,軸承磨床上應(yīng)用的進(jìn)級系統(tǒng)是步進(jìn)電機、凸輪杠桿機構(gòu),其進(jìn)給精度最高只能達(dá)到2um,有的甚至還達(dá)不到2um。這樣的結(jié)構(gòu)越來越不能適應(yīng)用戶的要求,而應(yīng)用伺服系統(tǒng)后的軸承磨床進(jìn)給精度很輕松就能達(dá)到0.5um,如果增加光柵定位機構(gòu),甚至可以達(dá)到0.05um。
Abstract:
Key words :

一、 概述
隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,軸承等作為標(biāo)準(zhǔn)化的精密基礎(chǔ)件,用戶對其精度要求、噪音值要求和振動值要求都很高。以前,軸承磨床上應(yīng)用的進(jìn)級系統(tǒng)是步進(jìn)電機、凸輪杠桿機構(gòu),其進(jìn)給精度最高只能達(dá)到2um,有的甚至還達(dá)不到2um。這樣的結(jié)構(gòu)越來越不能適應(yīng)用戶的要求,而應(yīng)用伺服系統(tǒng)后的軸承磨床進(jìn)給精度很輕松就能達(dá)到0.5um,如果增加光柵定位機構(gòu),甚至可以達(dá)到0.05um。因此,在現(xiàn)行的軸承磨床上使用伺服系統(tǒng)是必要的。
二、 工藝簡介
數(shù)控磨床上常用的伺服系統(tǒng)主要采用直接聯(lián)接方式:伺服電機一聯(lián)軸器一滾珠絲杠。這種聯(lián)接方式裝配簡單,調(diào)整方便,維修便利,適用于空問位置較小,定位精度要求較高的情況。下面簡述一下直接聯(lián)接式伺服系統(tǒng)的工作原理:伺服電機接受數(shù)控系統(tǒng)的指令脈沖,帶動聯(lián)軸器、滾珠絲杠旋轉(zhuǎn),因為聯(lián)軸器同時聯(lián)接了伺服電機和滾珠絲杠的軸端,且聯(lián)軸器本身無任何問隙,所以伺服電機旋轉(zhuǎn)1周,滾珠絲杠也同樣旋轉(zhuǎn)1周,而工作臺拖板與絲杠螺母座是連接在一起的。因此,伺服電機旋轉(zhuǎn)l周,工作臺拖板在直線方向上運動的距離為滾珠絲杠的導(dǎo)程。
三、 設(shè)備組成
數(shù)控磨床設(shè)備可以分為數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、外部檢測設(shè)備等組成。數(shù)控系統(tǒng)主要完成磨床的加工曲線的定義以及各軸的差補運動功能,具有獨立操作系統(tǒng),以及專用操作軟件,并針對不同的機床配置有相應(yīng)的加工程序包以滿足加工需要。伺服系統(tǒng)接收數(shù)控系統(tǒng)的脈沖指令完成精確的位置控制,與數(shù)控單元配合完成機床的加工。伺服控制系統(tǒng)具有模塊化程度高與電機的連接簡便,伺服系統(tǒng)主要采用直接聯(lián)接方式:伺服電機——聯(lián)軸器——滾珠絲杠。
四、 控制線(CN2)接線圖與伺服參數(shù)設(shè)置
1)控制線(CN2)接線圖



2)參數(shù)設(shè)置說明:
P4=0(控制方式選擇,0:位置控制);
P9=16(電機型號選擇);
P26=0/1(脈沖輸出邏輯取反);
P27=0/1(脈沖輸入邏輯取反,可用于改變電機方向);
P31=5(輸入指令脈沖倍頻分子);
P32=2(輸入指令脈沖倍頻分母);
注:電子齒輪比=PA31/PA32==Ppulse / P
其中Ppulse :電機每轉(zhuǎn)脈沖數(shù),指電機旋轉(zhuǎn)一圈電機反饋元件反饋的的脈沖數(shù)(脈沖/圈)。如2500線的增量式編碼器,其反饋到驅(qū)動器的脈沖數(shù)為2500×4=10000;
P:指要使電機旋轉(zhuǎn)一圈伺服所需接收的上位機指令脈沖數(shù)(脈沖/圈);
五、調(diào)試與注意事項
1)、調(diào)試步驟:
A、正確接好電機動力線(U、V、W、PE),編碼器線(CN3),電源線(L1、L2、R、S、T),根據(jù)要求接好上位機控制線(CN2);
B、低速空載運行一下電機,看電機方向和上位機接收的AB信號是否正確(可通過調(diào)節(jié)PA26、PA27參數(shù)來改變電機方向);
C、根據(jù)要求設(shè)置好伺服驅(qū)動器的電子齒輪比(PA31/PA32);
D、完成上述步驟后,再運行一下電機,看電機聲音是否正常,電機剛性是否滿足以及響應(yīng)時間;(可通過調(diào)節(jié):位置環(huán)參數(shù)PA11、PA12、PA13;速度環(huán)參數(shù)PA14、PA15;電流環(huán)參數(shù)PA38,PA41)。
E、調(diào)節(jié)后試做一樣品看是否滿足要求,樣品不是很滿意時可重復(fù)D步驟,直到加工出的樣品滿足要求。
2)、注意事項:
A、接動力線(U、V、W)時,一定要一一對應(yīng)接到U、V、W端子上。不能通過改變U、V、W相序來改變電機方向,可通過調(diào)節(jié)參數(shù)來該變電機方向。
B、接控制線(CN2)時,上位機系統(tǒng)和伺服一定要有一端接屏蔽線,避免外界對控制信號的干擾。
C、布線一定要合理,交直流電源要嚴(yán)格分開,控制線要與電機動力線、電源線嚴(yán)格分開。
3)、結(jié)果:經(jīng)過客戶的試用,加工出來的產(chǎn)品都符合客戶需求,各項指標(biāo)都達(dá)到要求,同時還提高了生產(chǎn)效率。 

六、 故障與排除方法
1)故障:上位機一給信號電機就跑飛了,驅(qū)動器出現(xiàn)09號報警;
排除方法:檢查電機動力線(U、V、W)相序是否接錯,查看驅(qū)動器PA9(電機型號選擇)是否設(shè)置正確。
2)故障:出現(xiàn)27號報警
排除方法:查看電機編碼器線(CN3)是否松了,固定好后再試。
3)故障:上位機發(fā)送脈沖,電機不運行
排除方法:查看控制線(CN2)中的信號線是否接錯,查看伺服驅(qū)動器PA64看是否設(shè)置正確,驅(qū)動器內(nèi)部使能(PA64=64),上位機使能(PA64=0)。

4)故障:運行過程中出現(xiàn)01號報警;
排除方法:過載保護,在機械沒有卡住的情況下,看 PA48和PA81(過載倍數(shù))是否設(shè)置過低,可以相對把PA48設(shè)置高些。
七、 總結(jié)
此數(shù)控磨床充分結(jié)合了東能伺服EPS2系列的響應(yīng)快、定位精確、運行平穩(wěn)等優(yōu)點。經(jīng)過客戶的試用,加工出來的產(chǎn)品都符合客戶要求,各項指標(biāo)都達(dá)到要求,同時還提高了生產(chǎn)效率,使客戶達(dá)到最大滿意度。此設(shè)備向客戶充分展示了東能伺服的優(yōu)勢,同時也提高了數(shù)控磨床設(shè)備在市場上的競爭力。

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