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佛山市法拉特傳動(dòng)科技有限公司


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產(chǎn)品簡(jiǎn)介
精度 1弧分    

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圖1 直線電機(jī)與直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)
表1 齒輪工作臺(tái)和直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)性能比較
項(xiàng)目齒輪工作臺(tái)直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)
速度
加速度
伺服剛度(例
如,位置增益)
一般
抗干擾相對(duì)強(qiáng)相對(duì)弱
夾緊轉(zhuǎn)矩相對(duì)小
定位精度高(主要決定于編碼器
分辨率和降速機(jī)械)
高(主要決定于編碼器分辨
率、機(jī)械剛度和軸承剛度)
機(jī)械噪聲
維修必需(由于機(jī)械磨損)基本不必要
裝配相對(duì)容易需要思考(由于磁拉力)
冷卻一般不需要自然冷/氣冷/液冷(決定于
連續(xù)轉(zhuǎn)矩和散熱情況)
外形尺寸不緊湊(電機(jī)外裝)緊湊(電機(jī)內(nèi)裝)
在數(shù)控機(jī)床上把低速力矩電機(jī)直接作為旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)是伺服技術(shù)的又一個(gè)發(fā)展。傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)一般是通過高速伺服電機(jī)帶動(dòng)降速齒輪、蝸輪、蝸桿副進(jìn)行降速。傳動(dòng)鏈長(zhǎng),噪聲大,需要維修。在采用直接驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)后,由于加大了電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑,采用稀土金屬作為磁極材料,因此可以獲得大轉(zhuǎn)矩。并對(duì)磁路進(jìn)行設(shè)計(jì),以減少低速的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。表1是齒輪傳動(dòng)工作臺(tái)和直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)性能比較。
當(dāng)前,F(xiàn)ANUC工作臺(tái)的內(nèi)裝式伺服電機(jī)D3000/150is具體規(guī)格如下:輸出轉(zhuǎn)矩可達(dá)3000Nm,連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩可達(dá)1200Nm,轉(zhuǎn)速為150r/min,外形高度為160mm,外徑為565mm。
  1. 主軸電機(jī)
    由于交流異步電機(jī)變頻調(diào)速容易實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩、恒功率的功能,又沒有直流電機(jī)的炭刷,因此很快就被采用在數(shù)控機(jī)床的主軸上。隨著數(shù)控機(jī)床速度的提高,為了簡(jiǎn)化傳動(dòng)鏈,甚至采用“零傳動(dòng)”的結(jié)構(gòu),因而出現(xiàn)了電主軸。把機(jī)床的主軸與主軸電動(dòng)機(jī)集成在一起,它的機(jī)械結(jié)構(gòu)雖然很簡(jiǎn)單,但精度和可靠性卻要求很高。當(dāng)前,一般內(nèi)裝主軸電機(jī)速度達(dá)到12000~15000r /min;電機(jī)采用三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu),并采用改變極對(duì)數(shù)的方法改變分級(jí)變速。近,又出現(xiàn)同步電機(jī)的結(jié)構(gòu),采用稀土磁鐵,提高輸出轉(zhuǎn)矩,設(shè)計(jì)機(jī)床結(jié)構(gòu),還開發(fā)了寬范圍恒功率的主軸電機(jī)。這有兩種方法:降低原有電機(jī)的功率,擴(kuò)大恒功率調(diào)速范圍;利用變極對(duì)數(shù),達(dá)到恒功率。采用FANUC主軸電機(jī)規(guī)格如表2。
表2 FANUC主軸電機(jī)規(guī)格
型號(hào)特點(diǎn)額定功率范圍
(kW)
速度范圍(r/min)
(基速-速)
應(yīng)用
ai標(biāo)準(zhǔn)型0.55~454,500~15,000車床、加工中心
aip寬范圍恒功率5.5~224,500~8,000車床、加工中心
aiT電機(jī)與機(jī)床主軸
直連
1.5~225,000~20,000車床、加工中心
aiL高精度直連,油
3.5~2215,000~20,000車床、加工中心
aiB內(nèi)裝0.55~501,000~30,000車床、加工中心
aiH高壓供電0.55~1004,000~20,000車床、加工中心
3 驅(qū)動(dòng)裝置的發(fā)展
FANUC的驅(qū)動(dòng)裝置主要由3部分組成:電源、放大器、控制。
電源主要把交流變?yōu)橹绷鳎驯蒙妷核突仉娋W(wǎng)或加以處理,在電源故障時(shí)進(jìn)行保護(hù)等功能。
早期開發(fā)的晶閘管伺服系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單,速度范圍能滿足一般數(shù)控機(jī)床的需要,由于晶閘管額定電流大,短時(shí)間過電流能力強(qiáng),因此對(duì)大慣量直流伺服電機(jī)可以發(fā)揮過負(fù)荷、高速、高加減速的特點(diǎn)。控制一般采用移相控制的方法。晶閘管伺服系統(tǒng)的缺點(diǎn)是功率轉(zhuǎn)換的頻率較低,只能是電網(wǎng)的頻率50Hz或者高達(dá)300Hz。因此,其伺服裝置低速電流波動(dòng)較大、調(diào)速范圍不大、快速響應(yīng)慢。
由于上述原因, 從技術(shù)上FANUC又推出了PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制的電路。比如,以固定的頻率調(diào)制直流電源電壓V0,當(dāng)方波的占空比Dt/T0變化時(shí),輸出平均電壓V1為:
V1=[Dt/T0]V0(3)
雖然這種電壓的波形也是脈動(dòng)的,但是由于調(diào)制的頻率可以達(dá)到很高,因此波形仍然可以很好。從上述原理看出,PWM的特點(diǎn)可以使系統(tǒng)的快速性提得很高。如果采用晶體管,其動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間比可控硅快,但允許的電流較小,因此比較適合中、小功率的驅(qū)動(dòng)電路。
除了直流進(jìn)給電機(jī)外,F(xiàn)ANUC的交流電機(jī)也采用PWM控制。交流電機(jī)的控制,是通過交流、直流、交流的原理產(chǎn)生交流電壓去控制交流電機(jī)。首先電網(wǎng)的交流電壓經(jīng)過整流變成直流電壓,供電給逆變器,它把直流磁路,減小低速脈動(dòng)。這種電機(jī)非常適合數(shù)控車床和數(shù)控齒輪機(jī)床的應(yīng)用。


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