AMK伺服控制系统原理及应用
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2.1 AMK产品整体介绍

AMK的产品覆盖多个领域,主要有伺服控制器、伺服驱动器、伺服电动机、减速机、变频器等。下面就几个重要的产品做详细的介绍。

2.1.1 伺服控制器简介

AMK的控制器有箱体式控制器(A系列)、集成驱动控制器(KW-PLC2和KW-R03P)、循环控制器(AS-CLC系列,主要用于车床上)、数控机床控制器(包括紧凑型(CNC905和XNC903)和模块型CNC900)和输入/输出模块(本地输入/输出模块KW-EA2(12输入8输出)、CanOpen总线端子)。

1.箱体式伺服控制器

如图2-1所示,新一代的箱体式AMKAMAC A系列控制器可在小的空间内实现最优性能,它紧凑的尺寸和可视化的设计,是机械设计应用的最佳选择。

对于控制系统而言,AMKAMAC A4/A5是最优的解决方案。它的优势在中枢和模块化机器中可得到充分的体现。EtherCAT总线的应用意味着总线节点的数目不会再有限制。对于模块化机器,在一个系统中,AMKAMAC A4/A5可实现和其他控制器的同步交叉通信。AMKAMAC控制系统不仅仅提供硬件配置,还有设计工具、可视化网络及应用软件等。这大大节省了研发时间,使机器设计在短时间内完成。

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图2-1 箱体式控制器

EtherNet和USB通信接口为访问控制器提供更多选择。PLC程序很容易下载到控制器中,而且远程维修和诊断也可归结到总线上的一个节点上。另外,它还可通过OPC Server和其他程序进行数据交换,进程数据也可被读出并管理。

2.集成式伺服控制器

KW-PLC2是一款插入驱动器控制卡内的附属卡式伺服控制器,它提供将驱动器升级为一个完整的伺服控制系统的解决方案,对于复杂的多轴应用也可有效地执行。它连同

AMK伺服控制系统原理及应用

AMKASYN操作面板和分散式I/O,组成应用最为广泛的伺服控制系统。KW-PLC 2如图2-2所示。

3.循环控制器AS-CLC

为了使用户更方便地操作数控车床,AMK专门为车床设计了一款循环控制器。这个系统是基于AMKAMAC紧凑型控制器——操作面板与PLC完美结合的一个小型单元。它拥有IP65的高防护等级,完全适用于机床。AS-CLC如图2-3所示。

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图2-2 KW-PLC 2

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图2-3 AS-CLC

循环控制系统提供了预编程序功能,使用户很方便地操作常见的数控车床,因为用户图样上的所有尺寸已经输入到操作面板上了。

2.1.2 伺服驱动器简介

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图2-4 紧凑型KE/KW伺服驱动器

伺服驱动器包括紧凑型KE/KW、KU系列,双轴驱动器模块KWD、双轴驱动器模块KWZ、风冷式KE-F/KW-F系列、中枢模块AZ系列等。

1.KE/KW伺服驱动器

模块化AMKASYN伺服驱动器KE/KW系列包括电源模块KE和驱动器模块KW,如图2-4所示,其功率在2~200kVA可选。模块化设计提供了很大的灵活性。AMK KE/KW驱动器的控制器平台结合最新的处理器技术为更高性能的应用提供了可能性。自动化设备可通过EtherCAT或VARAN使用实时以太网(RTE)技术进行高性能系统通信。它包含的基本功能有位置控制、电子齿轮、同步控制及定位控制等。对于带不同编码器的同步伺服电动机、异步伺服电动机、高转矩电动机和直线电动机,它都可在精确、高动态的方式下运行。

在安全性上,KE/KW伺服系统集成有安全转矩停止(Safe Torque Off)功能。

2.双轴驱动器模块KWD

双轴驱动器模块KWD在一个机壳内包含两个独立的KW驱动器,它的控制器卡是可选的,这样灵活性高,用户可根据最优化设计选择控制卡。双轴驱动器模块KWD如图2-5所示。

KWD可准确且高效地控制功率为1~5kVA不同型号的三相伺服电动机。

3.双轴驱动器模块KWZ

如图2-6所示的KWZ系列双轴驱动器模块内部集成一个控制卡,用于两个1~5kVA的伺服电动机的控制,所以它不能再使用其他的控制卡。

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图2-5 双轴驱动器模块KWD

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图2-6 双轴驱动器模块KWZ

4.风冷式伺服驱动器KE-F/KW-F(见图2-7)

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图2-7 风冷式KE-F/KW-F

KE-F/KW-F系列驱动器与其他驱动器的不同之处就是它的冷却板技术采用的是风冷式的冷却方式。

2.1.3 伺服电动机简介

AMK的伺服电动机有同步伺服电动机(DT、DTK、DS系列)、空心轴电动机(SKT系列)、异步伺服电动机(DH、DW、DV)以及一些特殊用途的电动机。

1.同步伺服电机

DT、DTK系列的伺服电动机如图2-8和图2-9所示属于高转矩电动机,不同的是DTK在尺寸上比DT的伺服电动机小。高转矩伺服电动机的特点是高可靠性、高动态性能、尺寸小、过载容量高、任意位置安装及免费维修等。

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图2-8 DT系列伺服电动机

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图2-9 DTK系列伺服电动机

DS同步伺服电动机具有高动态性能、大的速度范围等特点,其最大速度为8000r/min,额定功率高达48kW,如图2-10所示。

2.空心轴电动机

如图2-11所示的空心轴电动机能够装配不同的滚珠丝杠和行星轴。此类电动机设计的轴向力高达570kN。该类电动机主要用于直线控制系统中。

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图2-10 DS系列伺服电动机

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图2-11 空心轴电动机

3.异步伺服电动机

DH、DW系列的伺服电动机适用于主传动装置或大功率的伺服装置。

DH是通过外部通风冷却,而DW是液体冷却。

DH系列的伺服电动机的额定功率可高达38kW,连续静态转矩为43~225N·m,如图2-12所示。

DW系列的伺服电动机的额定功率可高达48kW,连续静态转矩为14~320N·m,如图2-13所示。

DV伺服电动机从静止加速到额定转速的转矩几乎恒定。在弱磁调速范围内,电动机速度在3倍的额定转速时,输出功率仍可保持恒定。DV伺服电动机的最高速度可达10000r/min,转矩范围为0.3~26N·m。DV伺服电动机如图2-14所示。

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图2-12 DH伺服电动机

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图2-13 DW伺服电动机

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图2-14 DV伺服电动机