時間:2019-03-13 20:19:32來源:麥總mcrazy 智造商
各位有木有發(fā)現(xiàn),這幾年市面上可供選用的伺服運(yùn)控產(chǎn)品是越來越多了,同時,廠家們推出新品的速度和節(jié)奏也正呈現(xiàn)出愈來愈快的趨勢。于是,如何快速的了解這些伺服產(chǎn)品,并從中有效的篩選出自己所需要的品牌系列,便成為廣大設(shè)備用戶和制造商所要面對的一個新的問題。
本期,咱們就先和大伙聊聊如何快速看懂一款伺服驅(qū)動產(chǎn)品。
??進(jìn)入主題之前,有一點(diǎn)需要澄清下,本文的重點(diǎn)是通用自動化設(shè)備中的伺服驅(qū)動產(chǎn)品;而目前工業(yè)領(lǐng)域很多有著極強(qiáng)的行業(yè)應(yīng)用屬性的專業(yè)伺服產(chǎn)品,例如:機(jī)器人關(guān)節(jié)、AGV驅(qū)動、風(fēng)電變槳......并不在今次的討論范疇。
大家知道,驅(qū)動器的作用是為電機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作提供可控的電驅(qū)動力,因此,要讀懂一款伺服驅(qū)動產(chǎn)品,首先還是得看一下它融入設(shè)備機(jī)電傳動系統(tǒng)的方式是怎樣的。具體來說,大致包括:
1.從產(chǎn)品外觀入手,去看它的硬件樣式和動力結(jié)構(gòu),是單體獨(dú)立型還是模塊化系統(tǒng)型。
所謂單體獨(dú)立型,指的是一款伺服產(chǎn)品中每一個型號的驅(qū)動模塊都集成有完整的整流和逆變回路,可以單獨(dú)構(gòu)成一套驅(qū)動系統(tǒng);而模塊化系統(tǒng)型,是說該系列伺服驅(qū)動會包含不同容量級別的整流單元和逆變模塊,需要按照共直流母線的方式組合使用才能構(gòu)成完整的伺服驅(qū)動系統(tǒng);而有一些單體獨(dú)立型產(chǎn)品(如:SINAMICSS210、IndraDriveHCS01、Kinetix5500等)也是可以組成共直流母線的模塊化驅(qū)動系統(tǒng)的。為設(shè)備選擇不同結(jié)構(gòu)類型的伺服驅(qū)動系統(tǒng),將很大程度上決定其內(nèi)部電氣元件的布局和動力線路的分配方式。
2.從輸入端,看這款產(chǎn)品組成的伺服驅(qū)動系統(tǒng)所需動力電源的類型和電壓等級。
目前工業(yè)領(lǐng)域的伺服驅(qū)動系統(tǒng)大都會采用交流電作為動力電源輸入,主要有單相100~120VAC、單相200~240VAC、三相200~240VAC、三相380/400VAC等不同類型和級別。用戶通常需要根據(jù)設(shè)備裝機(jī)現(xiàn)場所在地區(qū)的工業(yè)用電標(biāo)準(zhǔn),對其進(jìn)行選擇,否則就必須在驅(qū)動系統(tǒng)的動力電源側(cè)加裝相應(yīng)的變壓器。
3.以不同維度看軸模塊的動力輸出能力:
軸端輸出的容量范圍,一般以功率和電流值計(jì),不過個人還是覺得參考配套伺服電機(jī)的扭矩范圍更為直觀;
動力輸出的兼容性,即可以搭載哪些類型的伺服電機(jī),除了低、中、高慣量的永磁旋轉(zhuǎn)電機(jī),是否還支持各類旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動電機(jī)、有鐵芯或無鐵芯直線電機(jī)、直線電動缸等等;除了配套品牌的伺服產(chǎn)品,是否還開放了適配第三方品牌電機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能選項(xiàng)。
同時我們需要明白,伺服其實(shí)是一種用于實(shí)現(xiàn)精細(xì)運(yùn)動控制的電氣傳動技術(shù),因此,伺服驅(qū)動產(chǎn)品接入設(shè)備系統(tǒng)后所表現(xiàn)出來的控制特性,也就是它能以多快的速度、多短的時間周期、對多么細(xì)微的負(fù)載誤差作出響應(yīng)并精準(zhǔn)調(diào)節(jié),亦是極為重要的。有關(guān)這一點(diǎn),除了廠家給出的頻響帶寬(BandWidth)和響應(yīng)頻率值等硬性指標(biāo)以外,伺服驅(qū)動在控制環(huán)整定(tuning)功能上的軟實(shí)力也是非常值得重點(diǎn)關(guān)注的,比如:是否帶有自整定功能、能否實(shí)現(xiàn)動態(tài)自適應(yīng)整定、有多少個限波濾波頻率可以設(shè)定、限波頻率可否做到自適應(yīng)調(diào)節(jié)、是否支持振動抑制、可以手動或自動設(shè)定幾個抑制頻率、是否具備多軸同步糾偏功能等等。
而作為運(yùn)控動力組件,伺服驅(qū)動產(chǎn)品以什么方式接入到設(shè)備自動化系統(tǒng)的控制回路中,同樣是會對其性能表現(xiàn)產(chǎn)生一定影響的。所以,接下來我們有必要來看下伺服驅(qū)動上的一些控制端口。
運(yùn)控數(shù)據(jù)端口:
大致分為PTI脈沖串輸入、電壓或電流式模擬量、非實(shí)時工業(yè)總線、實(shí)時工業(yè)總線等幾種。其中具備前三種端口、或?qū)崟r工業(yè)總線中的EtherCAT端口的伺服驅(qū)動,基本上都能方便的兼容多家控制平臺,可以被稱為是元器件級別產(chǎn)品;而目前采用除EtherCAT以外其他實(shí)時工業(yè)總線協(xié)議的伺服驅(qū)動,大都只能支持特定品牌體系內(nèi)的自動化控制系統(tǒng),應(yīng)該算是系統(tǒng)級產(chǎn)品。
反饋端口:
主要指的是電機(jī)反饋,須了解其支持的編碼協(xié)議、分辨率、線芯配置,這其實(shí)與前面提到的第三方電機(jī)兼容性也有一定關(guān)系;有的驅(qū)動器還會有輔助反饋(或稱第二反饋),此時除了與電機(jī)反饋類似的相關(guān)參數(shù),還應(yīng)留意輔助反饋的功能,是用作主軸編碼器、還是全閉環(huán)反饋、抑或是二者可選。
I/O端口:
一方面,伺服驅(qū)動的很多功能都是基于外部元件的動作來實(shí)現(xiàn)的,因此需要配有相應(yīng)的控制輸入端口,例如:使能、行程限位、回零、高速套準(zhǔn)、復(fù)位等等;另一方面,運(yùn)控設(shè)備的某些動作也是要根據(jù)伺服軸的狀態(tài)(如:位置等)來完成的,這就需要為驅(qū)動器配以特定的輸出端口,如:高速凸輪輸出、仿真編碼器輸出、模擬量輸出等等;而值得一提的是,隨著運(yùn)控總線的性能的不斷提升,新款伺服驅(qū)動器上的I/O端口數(shù)量正呈現(xiàn)出不斷減少的趨勢,它們的功能正在逐步被轉(zhuǎn)移到自動化系統(tǒng)的控制平臺上。
前面說的主要是伺服驅(qū)動與設(shè)備功能特性相關(guān)的一些產(chǎn)品要點(diǎn),但事實(shí)上,隨著運(yùn)控系統(tǒng)軸數(shù)的不斷增加,同時考慮到伺服技術(shù)本身的復(fù)雜性,在解讀一款伺服驅(qū)動產(chǎn)品時,也十分有必要去設(shè)想一下其可能的操作過程和應(yīng)用體驗(yàn)。個人經(jīng)驗(yàn)看,大致會涵蓋這樣幾個方面:
安裝:
預(yù)估下伺服驅(qū)動在設(shè)備系統(tǒng)中的空間占用情況,需要考慮的因素有包括:功率密度如何、是否采用書本式設(shè)計(jì)、多個框架尺寸的高度是否一致、最小安裝間距、是否包含雙軸或多軸模塊等。
布線:
觀察下各進(jìn)線端口在這款產(chǎn)品的正面、底部和上方分別是怎樣布局的,這會在一定程度上影響電氣柜內(nèi)的線路布置和電磁兼容性能。
調(diào)試:
看下這款產(chǎn)品所支持的調(diào)試方式都有哪些,例如:
直接現(xiàn)場按鍵操作;
有線連接,使用PC端驅(qū)動調(diào)試軟件;
有線連接,使用基于集成控制平臺的自動化系統(tǒng)軟件;
無線通訊連接,使用Web網(wǎng)頁瀏覽器;
無線通訊連接,基于移動終端APP;
.......
總的來說,要快速看懂一款伺服驅(qū)動產(chǎn)品,大概是需要從動力結(jié)構(gòu)、性能性能、控制端口、操作體驗(yàn)等維度來進(jìn)行研判的。而如果在設(shè)備方案中要考慮采用某款產(chǎn)品,那么就有必要針對具體的應(yīng)用場景提出一些較為深入的問題了,例如:
品牌口碑及其過往產(chǎn)品的市場裝機(jī)量如何?
適用于哪些行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?業(yè)績怎樣?
是否有配套的運(yùn)控選型軟件?
集成了哪些運(yùn)控安全功能?如:安全扭矩關(guān)斷、安全停車、安全速度監(jiān)視、安全限速.......
可采用哪些散熱方式?
是否具備再生制動功能?
.......
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