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数控切割机驱动方式的选择技巧

发布日期:2013-02-01 09:04:03

       目前在数控切割机产品里面,很(hěn)多(duō)产品部件,都需要进行仔细的维护和挑选,特别是新(xīn)型的数控切割机产品,更是需要对数控切割机的产品及性能(néng)有(yǒu)所了解,否则一旦发生了问题,就很(hěn)难处理(lǐ)。
  数控切割机的驱动单元包括驱动装置(驱动器)和電(diàn)机两部分(fēn),对驱动单元的选購(gòu)主要在于驱动形式的选择,因為(wèi)不同的驱动形式,其所达到的运行精度与力矩、速度等都有(yǒu)密切联系。
  驱动電(diàn)机主要可(kě)分(fēn)為(wèi):反应式步进驱动電(diàn)机、混合式(也称永磁反应式)步进驱动電(diàn)机和伺服驱动電(diàn)机三大类。
  数控火焰切割机采用(yòng)的反应式步进驱动電(diàn)机的转子无绕组,由被励磁的定子绕组产生反应力矩实现步进运行。混合式步进電(diàn)机的转子用(yòng)永久磁钢,由励磁和永磁产生的電(diàn)磁力矩实现步进运行。步进電(diàn)机受脉冲的控制,通过改变通電(diàn)的顺序可(kě)改变電(diàn)机的旋转方向,改变脉冲的频率可(kě)改变電(diàn)机的旋转速度。步进電(diàn)机有(yǒu)一定的步距精度,没有(yǒu)累积误差。但步进電(diàn)机的效率低,拖动负载的能(néng)力不大,脉冲当量不能(néng)太大,调速范围不大。目前步进電(diàn)机可(kě)分(fēn)為(wèi)两相、三相、五相等几种。
  目前常用(yòng)的伺服電(diàn)机是交流伺服電(diàn)机,在電(diàn)机的轴端装有(yǒu)光電(diàn)编码器,通过检测转子角度用(yòng)以变频控制。从最低转速到最高转速,伺服電(diàn)机都能(néng)平滑运转,转矩波动小(xiǎo)。伺服電(diàn)机有(yǒu)较長(cháng)的过载能(néng)力,有(yǒu)较小(xiǎo)的转动惯量和大的堵转转矩。伺服電(diàn)机有(yǒu)很(hěn)小(xiǎo)的启动频率,能(néng)很(hěn)快从最低转速加速到额定转速。
  数控等离子切割机采用(yòng)交流伺服電(diàn)机作為(wèi)驱动器件,可(kě)以和直流伺服電(diàn)机一样构成高精度,高性能(néng)的半闭环或闭环控制系统。由于交流伺服電(diàn)机内是无刷结构,几乎不需维修,體(tǐ)积相对较小(xiǎo),有(yǒu)利于转速和功率的提高。目前已经在很(hěn)大范围内取代了直流伺服電(diàn)机。采用(yòng)高速微处理(lǐ)器和专用(yòng)数字信号处理(lǐ)机(DSP)的全数字化交流伺服系统出现后,原来的硬件伺服控制变為(wèi)软件伺服控制,一些现代控制理(lǐ)论中的先进算法得到实现,进而大大地提高了伺服系统的性能(néng),因此伺服单元能(néng)较大的提高加工效率及加工精度,但伺服驱动单元的价格也较高。
  伺服驱动器有(yǒu)两种。一种采用(yòng)脉冲控制方式,此种驱动器与電(diàn)机闭环,但不反馈到数控系统,这种驱动器在某种程度上可(kě)称為(wèi)开环控制的伺服控制。另一种采用(yòng)電(diàn)压控制方式,通过電(diàn)压的高低进行電(diàn)机的转速控制,電(diàn)机的反馈信号通过驱动器反馈到数控系统进行位置控制。
    选择驱动单元时,既要考虑驱动单元的价格在整台数控机床中的比例,更应注意设备的运行精度、运行速度及力矩对電(diàn)机类型的需求。运行精度、速度及力矩要求不高的场合一般选择步进驱动单元,而对运行精度、速度、力矩要求较高的场合推荐选择伺服驱动单元。但选择驱动单元的同时,也要考虑驱动单元与数控系统的匹配问题,选择闭环控制系统时必须选择闭环的伺服驱动单元。交流伺服系统在许多(duō)性能(néng)方面都优于步进電(diàn)机。但在一些要求不高的场合也经常用(yòng)步进電(diàn)机来做执行電(diàn)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(duō)方面的因素,选用(yòng)适当的控制電(diàn)机。
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