揭示：AB電機與交流伺服系統的事實奧秘

【資料簡介】

    揭示：AB電機與交流伺服系統的事實奧秘
    AB電機是一種離散運動的裝置，它和現代數字控制技術有著本質的。在目前的數字控制系統中，步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服系統的出現，交流伺服電機也越來越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發展趨勢，運動控制系統中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號)，但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。現就二者的使用性能作一比較。
    AB電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器。以松下全數字式交流伺服電機為例，對于帶標準2500線編碼器的電機而言，由于驅動器內部采用了四倍頻技術，其脈沖當量為360°/10000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機而言，驅動器每接收217=131072個脈沖電機轉一圈，即其脈沖當量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。
    低頻特性不同，步進電機在低速時易出現低頻振動現象。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關，一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進電機工作在低速時，一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現象，比如在AB電機上加阻尼器，或驅動器上采用細分技術等。
    AB電機運轉非常平穩，即使在低速時也不會出現振動現象。交流伺服系統具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統內部具有頻率解析機能(FFT)，可檢測出機械的共振點，便于系統調整。交流伺服系統在許多性能方面都于AB電機。但在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做執行電動機。所以，在控制系統的設計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當的控制電機。
    單軸加速度：用以描述單個進給軸的加減速能力，單位是毫米/秒平方。這個指標由機床的物理特性決定，如運動部分的質量、進給電機的扭矩、阻力、切削負載等。這個值越大，在運動過程中花在加減速過程中的時間越小，效率越高。通常，對于步進電機，該值在100  ~ 500之間，對于伺服電機系統，可以設置在400 ~  1200之間。在設置過程中，開始設置小一點，運行一段時間，重復做各種典型運動，注意觀察，如果沒有異常情況，然后逐步增加。如果發現異常情況，則降低該值，并留50%~100%的保險余量。
    AB電機起跳速度：該參數對應步進電機的起跳頻率。所謂起跳頻率是步進電機不經過加速，能夠直接啟動工作的zui高頻率。合理地選取該參數能夠提高加工效率，并且能避開步進電機運動特性不好的低速段;但是如果該參數選取大了，就會造成悶車，所以一定要留有余量。在電機的出廠參數中，一般包含起跳頻率參數。但是在機床裝配好后，該值可能發生變化，一般要下降，特別是在做帶負載運動時。所以，該設定參數是在參考電機出廠參數后，再實際測量決定。
    AB電機彎道加速度：用以描述多個進給軸聯動時的加減速能力，單位是毫米/秒平方。它決定了機床在做圓弧運動時的zui高速度。這個值越大，機床在做圓弧運動時的zui大允許速度越大。通常，對于步進電機系統組成的機床，該值在400~1000之間，對于伺服電機系統，可以設置在1000  ~  5000之間。如果是重型機床，該值要小一些。在設置過程中，開始設置小一點，運行一段時間，重復做各種典型聯動運動，注意觀察，如果沒有異常情況，然后逐步增加。如果發現異常情況，則降低該值，并留50%~100%的保險余量。通常考慮到步進電機的驅動能力、機械裝配的摩擦、機械部件的承受能力，可以在廠商參數中修改各個軸的zui大速度，對機床用戶實際使用時的三個軸zui大速度予以限制。
    AB電機測定有無丟脈沖。您可以用直觀的方法：用一把在工件毛坯上點一個點，把該點設為工作原點，抬高Z軸，然后把Z軸設為0;反復使機床運動，比如空刀跑一個典型的加工程序(包含三軸聯動)，可在加工中暫停或停止，然后回工件原點，緩慢下降Z軸，看刀尖與毛坯上的點是否吻合。如有偏差，請檢查步進驅動器接收脈沖信號的類型，檢查端子板與驅動器間接線是否有誤。如果還出現悶車或丟步，按10、11、12步調整加速度等參數。
    AB電機校驗電子齒輪和脈沖當量的設定值是否匹配。可以在機床的任意一根軸上做個標記，在軟件中把該點設為工作零點，用直接輸入指令、點動或手輪等工作方式使該軸走固定距離，用游標卡尺測量實際距離與軟件中顯示距離是否相附。