英威腾伺服da200全闭环功能在磨床的应用.pdf

英威腾伺服DA200 全闭环功能在磨床的应用 【摘要】:本文主要介绍英威腾DA200 高性能交流伺服系统全闭环控制功能在高 精度外圆磨床上的应用。 【关键字】:英威腾DA200 伺服、磨床、全闭环、高精度 1、磨床设备及工艺简介 1．1 磨床是利用磨具对工作表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高 速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石，砂带等其他磨具和游离磨料进 行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。 设备结构示意图 1. 2 工艺简介 通常磨具旋转为主运动，工作的旋转与移动或磨具的移动为进给运动。磨 床因其加工效率高、应用范围广、适应性强、使用成本低、操作安全方便等特点 而深受用户亲睐。磨削是一种弹性磨削，是一种具有磨削、研磨、抛光多种作用 的复合加工工艺。 2、磨床设备市场简介 目前部分国内企业已能生产较低端的数控刀具磨床，高端数控刀具磨床仍以 进口为主。随着国内企业技术的积累，已经大大缩小与国际领先企业之间的差距， 国产数控刀具磨床在性价比上的优势开始显现，内需方面进口替代开始加速，出 口方面数控刀具磨床比例正在逐步增加，出口开始提速。数控磨床正处在行业景 气度上升期。 本行业目前选用的伺服品牌大致有：日本安川∑Ⅱ、∑5 系列、三菱J2S、 J3、J4 系列、台达A2 系列交流伺服、英威腾DA200 系列交流伺服。数控磨床对 交流伺服的要求非常苛刻，100 次连续加工重复定位精度误差≤2 μm,磨削后的 尺寸误差≤1 μm，国内磨削加工工况比较恶劣，例如电压不稳、高温高湿、高污 染等。由于进口产品价格很高，售后服务很难满足客户的要求，给客户的生产成 本、机床信誉、服务质量增加了很多的麻烦和负担。因此客户一直在寻找性价比 更高的、服务更及时周到的国产伺服品牌。而英威腾DA200 凭借高精度、高响应、 全闭环、高性价比的超强性能及定制化服务赢得了客户的认可。 3、应用方案介绍 3 ．1 全闭环伺服系统与半闭环伺服系统的区别 半闭环是指数控系统发出指令，伺服接受指令，然后执行，在执行的过程中， 伺服本身的编码器进行位置反馈给伺服，伺服自己进行偏差修正，伺服本身误差 可避免，但是机械误差无法避免，因为数控系统不知道 。 全闭环是指伺服接受指令，然后执行，执行的过程中，在机械装置上有位置 反馈的装置，直接反馈给数控系统，数控系统通过比较，判断出与实际偏差，给 伺服指令，进行偏差修正。 3 ．2 全闭环的重要部件——光栅尺 光栅尺，也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理 工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直 线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检 测精度高，响应速度快的特点。 3. 3 半闭环磨床的控制方案 丝杆有导程间隙，来回加工运行不确定的误差一直在。 机械传动运行时间越长，磨损越厉害，加工不确定误差也会在增大。 3 ．4 INVT 磨床控制方案 3 ．4 ．1 系统配置图 3 ．4 ．2 电气选型配置 名称 品牌 功率（KW） 精度 数量 （台） 交流伺服 英威腾DA200 1 1 伺服电机 英威腾 1 17 位绝对值 1 分辨率为 光栅尺 发格 1 0.001mm 上位机 HUST 1 3 ．4 ．3 方案优势 3 ．4 ．3 ．1.支持外接负载端安装的光栅尺，实现全闭环控制，降低机械传动 背隙影响，更加确保机器终端定位精度。 3 ．4 ．3 ．2 直接测量外部负载行程，有效地克服了由于机械磨损造成的传动 误差加大的困扰。 4 、伺服调试及参数设置 4 ．1 伺服接线图 4 ．2 控制线信号接线 控制模块为NPN 型(共阴极)