解决方案

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SPS驱动器全闭环解决方案之车床主轴应用

摘要:本文通过两个案例,结合行业特点和需求,简明扼要地介绍了麦格米特SPS全闭环解决方案及方案。用户采用该驱动控制方案,有利于给其机械设备带来性能和价值上的提升。

关键词:车床,SPS驱动器,伺服主轴,全闭环,正余弦,绝对值,细分,分度,分频


一、 引言 

工具机床从来就是我们的工业基础,大到汽车轮毂,小至一颗螺丝钉,实体制造业的各个环节都有机床制造产品的身影;从五金洁具到手机钟表,从汽车高铁到飞机火箭,与工具机床相关的产品越来越广泛地渗透到了我们生活的方方面面……

二、 麦格米特SPS全闭环解决方案简介

为解决因传动环节带来的对终端控制的偏差,我们有必要对控制目标加装传感器,作为反馈,用来修正因中间传动带来的偏差。

这里的中间环节包括如皮带传动,齿轮齿条,减速机,丝杠间隙,换轮组模道等,控制目标传感器有编码器,光栅、磁感应尺等。

在对原有动力电机闭环控制的基础上,通过在最终控制目标上加装第二传感器,引入驱动器构成第二闭环反馈,就是这里所说的全闭环方案。以车床为例,示意如下图:

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三、SPS全闭环解决方案特点

根据不同的分度控制精度要求,我们提供两种形式的全闭环方案供选择。一是主轴PG和电机PG均选装常用且成本比较低廉的光电方波增量编码器;另外一种是主轴选装可以多倍细分的正余弦编码器,电机轴则安装23bit绝对值编码器。

   SPS全闭环解决方案有如下特点:

领先的电机控制算法,轻松驱动异步/同步主轴电机

支持多种类型编码器,正余弦多倍细分,使得目标控制更精细

超强静态锁轴力,脉动小

PA/PB脉冲给定,支持差分指令、PLC正交脉冲或方向+脉冲指令,支持最高300KHZ输入,覆盖全转速段要求

HPA/HPB正交/脉冲+方向差分脉冲给定,支持最高4MHZ输入,覆盖绝大部分系统,配合细分功能,达到对目标对象的精细化控制

速度/位置切换,脉冲指令速度,稳速控制精度±1rpm

加减速迅速,加减速声音流畅,控制干脆

标准差分方波分频输出,支持脉冲回零或外部信号回零

调试维护简便,一键自动学习传动比,多组功能码监控定位判断

四、 现场应用案例

案例一:正余弦+绝对值PG全闭环方案

   案例配置:SYNTEC 21TB+SPS-4T5.5-DCL+MIGE 5.5KW伺服主轴+多摩川23bit TS5700 N8401+GUBOA GS=04A 256齿圈+同步带

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   控制精度:打表测试重复分度控制精度在1个丝左右

案例二:双光电增量PG全闭环方案

   配置:SYNTEC 21TB+SPS-4T5.5-DCL02+MIGE 5.5KW伺服主轴+多摩川2500线光电+磁感应光电2500线+同步带

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五、 结束语

无论科技怎么发展,社会如何进步,基础制造业依然有它一展抱负的舞台。从基础制造业到高端制造,工具机床也朝着高、精、尖的方向发展,进而对机床控制系统、伺服驱动器、伺服电机、主轴、各类编码传感器等关键部件提出更高要求。国外高端机床技术的封锁,产品出口的限制,无不彰显高端制造对战略性产业的重要性。麦格米特顺应市场需求,本着解决客户痛点为初衷,不断开发出各类行业细分产品,增强客户产品的竞争力,给用户带来价值上的提升。