富凌FS100系列在機床行業的推廣與應用

l 數控機床工作原理

    按照零件加工的技術要求和工藝要求，編寫零件的加工序，然后將加工程序輸入到數控裝置，通過數控裝置控制機床的主軸運動、進給運動、更換刀具，以及工件的夾緊與松開，冷卻、潤滑泵的開與關，使刀具、工件和其它輔助裝置嚴格按照加工程序規定的順序、軌跡和參數進行工作，從而加工出符合圖紙要求的零件。

l 數控機床結構

數控機床主要由控制介質、數控裝置、伺服系統和機床本體四個部分組成 ：

◆ 控制介質  控制介質以指令的形式記載各種加工信息，如零件加工的工藝過程、工藝參數和刀具運動等，將這些信息輸入到數控裝置，控制數控機床對零件切削加工。

◆ 數控裝置  數控裝置是數控機床的核心，其功能是接受輸入的加工信息，經過數控裝置的系統軟件和邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理，向伺服系統發出相應的脈沖，并通過伺服系統控制機床運動部件按加工程序指令運動。

◆ 伺服系統  伺服系統由伺服電機和伺服驅動裝置組成，通常所說數控系統是指數控裝置與伺服系統的集成，因此說伺服系統是數控系統的執行系統。數控裝置發出的速度和位移指令控制執行部件按進給速度和進給方向位移。每個進給運動的執行部件都配備一套伺服系統，有的伺服系統還有位置測量裝置，直接或間接測量執行部件的實際位移量，并反饋給數控裝置，對加工的誤差進行補償。

◆ 機床本體  數控機床的本體與普通機床基本類似，不同之處是數控機床結構簡單、剛性好，傳動系統采用滾珠絲杠代替普通機床的絲杠和齒條傳動，主軸變速系統簡化了齒輪箱，普遍采用變頻調速和伺服控制。

◆ 下圖為控制流程模塊示意圖 

l 以GSK928TE電腦為例詳細介紹進給軸的位置控制原理

        數控機床是數字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機電一體的加工設備。

        伺服系統是數控機床的重要組成部分，用于實現數控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統的作用是把接受來自數控裝置的指令信息，經功率放大、整形處理后，轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動。由于伺服系統是數控機床的最后環節，其性能將直接影響數控機床的精度和速度等技術指標，因此，對數控機床的伺服驅動裝置要求具有良好的快速反應性能，準確而靈敏地蹤數控裝置發出的數字指令信號，并能忠實地執行來自數控裝置的指令，提高系統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精度。伺服系統包括驅動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置由主軸驅動單元、進給驅動單元和主軸伺服電動機、進給伺服電動機組成。交流伺服系統是目前主流的驅動裝置。測量元件將數控機床各坐標軸的實際位移值檢測出來并經反饋系統輸入到機床的數控裝置中，數控裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較，并向伺服系統輸出達到設定值所需的位移量指令，從而形成實際的位置閉環控制環路。

富凌FS100伺服驅動系統在數控機床的應用

     FS100系列是結合市場需求設計生產的交流同步伺服驅動器，采用先進的控制算法，實現速度控制、位置控制的全數字化控制。采用智能模塊IPM和DSP與ARM數字控制技術等當今最新穎的設計，操作簡單、可靠性、體積小巧、易于安裝。成就客戶，服務市場，FS100擁有成熟的伺服控制技術和最高的性價比。

l 技術特點：

◆ 調速范圍：穩速運行最高可達±5000rpm，最低速±0.1rpm

◆ 過載能力強：轉矩可達3倍額定負載

◆ 高動態響應：速度環帶寬可達300Hz，突加負載轉速變化小

◆  IO接口：各種I/O接口采用高速光耦隔離，功能可按需要編程（輸入接口可實現伺服使能、報警清除、轉矩限制和緊急停止功能；輸出接口可實現報警、定位完成和速度到達等指示功能，使操作流程更規范化）。輸入接口可由開關、繼電器和集電極開路三極管控制；輸出采用達林頓光耦，可與繼電器和光耦連接，接口使用更加方便

◆  模擬量指令輸入：速度轉矩共用一個模擬量端子，可差分或單端輸入，范圍-10V～+10V

◆ 位置控制指令輸入：高速光耦可單端和差分輸入的PULS/SIGN信號、 CCW/CW/AB正交脈沖方式

◆ 電子齒輪比和指令脈沖平滑濾波，使系統在加減速過程中平穩運行

◆ 共振抑制：通過調整內部參數可達到抑制共振效果

◆ 編碼器信號差分輸出，可方便與上位控制主機連接

◆ 保護功能：驅動系統有過壓、欠壓、過流、過載、超速和編碼器異常等多種錯誤檢測功能并根據錯誤現象顯示對應錯誤代碼，真正起到對硬件和設備的保護作用

◆ 電磁制動功能：提供對伺服馬達的制動功能，用于提供鎖住與電機相連的垂直或傾斜工作臺，防止伺服因停止使能或失電而導致工作臺跌落

◆ 增益調整可調整電流環、速度環和位置環等三個控制回路

       下圖為FS100系列交流同步伺服系統在與GSK928TE為核心的數控機床應用接線圖：

l 單條軸試運行調試：