FANUC伺服轴串联控制功能及其应用案例(一)

大型机床上需要选配大扭矩伺服电机来克服摩擦负载,机床成本相对较高。同时较长的行程导致其必须使用齿轮齿条作为传动机构,存在齿轮齿条间隙过大问题。

针对以上问题,FANUC系统推出伺服Tandem控制功能。选用两台扭矩之和与原先相同的较小规格伺服电机,通过伺服串联控制也可输出同样的扭矩,减少硬件成本。同时通过两台伺服电机输出方向相反的扭矩来预紧齿轮、齿条,消除传动间隙。

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Tandem驱动

根据主、从伺服电机控制方式的不同,Tandem控制可分为:位置Tandem控制扭矩Tandem控制速度Tandem控制

位置Tandem控制

在动柱式龙门上经常使用的进给轴同步控制功能(FeedAxis Synchronization Control)属于位置Tandem控制。位置Tandem功能也可以用来驱动串联连接的直线电机,带有两个或四个绕组的大型伺服电机。

FANUC伺服轴串联控制功能及其应用案例(一)

通过位置控制与速度积分器复制功能实现位置速度的控制

扭矩Tandem控制

扭矩Tandem控制属于Tandem控制的一种方式。通常扭矩Tandem控制通过使用进给轴同步控制功能而被位置Tandem控制 + 速度环路积分器复制功能所替代。位置Tandem控制 + 速度环路积分器复制功能可以同时实现位置控制与速度控制,相比单独的扭矩Tandem控制能更稳定的控制从控电机

FANUC伺服轴串联控制功能及其应用案例(一)

只进行扭矩控制

速度Tandem控制

速度Tandem控制是另一种Tandem控制。可以通过速度Tandem控制 + 速度环路积分器复制功能实现速度控制,因此比扭矩Tandem控制更能提高电机的稳定性。可以使用位置Tandem控制 + 速度环路积分器复制功能替代速度Tandem控制,相比速度Tandem控制能更稳定的控制从控电机。

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通过速度控制与速度积分器复制实现速度控制

根据对以上三种控制方式的说明,有如下对应关系:进给轴同步控制功能可通过位置Tandem控制实现;伺服串联控制功能可通过扭矩Tandem功能或速度Tandem功能实现。伺服软件功能以及其对应的Tandem控制方法的对照关系可参看下表。

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表1 与Tandem控制方法相对应的伺服软件功能

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