HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z

日本進(jìn)口HIR交叉滾子滑臺

日本進(jìn)口HIR交叉滾子工作臺

日本進(jìn)口HIR海瑞代替NSK交叉導(dǎo)軌

日本進(jìn)口HIR海瑞代替NSK交叉滾柱軸承 

HIR/海瑞交叉滾子軸承樣本

HIR/海瑞交叉滾子導(dǎo)軌滑臺樣本

VRT1025M VRT1035M VRT1045M VRT1055M VRT1065M

VRT1075M VRT1085M VRT2035M VRT2050M VRT2065M

VRT2080M VRT2095M VRT2110M VRT2125M VRT3055M

VRT3080M VRT3105M VRT3130M VRT3155M VRT3180M

VRT3205M

VR4-80HX7Z VR4-120HX11Z VR4-160HX15Z VR4-200HX19Z VR4-240HX23Z

VR4-280HX27Z VR4-320HX31Z VR4-360HX35Z VR4-400HX39ZVR4-440HX43Z

VR4-480HX47Z

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z它是指被控制的伺服電機(jī)和驅(qū)動器的靜特性，

根據(jù)這個特性，果斷在要求的速度範(fàn)疇內(nèi)是否具有足

夠的輸出轉(zhuǎn)矩以發(fā)動負(fù)載。是否有充足的過載倍數(shù)使呆板負(fù)載啓動。電機(jī)的特性如圖1所示。一樣

平常

伺服電機(jī)以轉(zhuǎn)矩作爲(wèi)緊張參數(shù)。連續(xù)事情的轉(zhuǎn)矩不得高出連續(xù)事情區(qū)。在起制動及加減速時不得超

過斷續(xù)事情區(qū)。爲(wèi)了能反向和在制動下事情，伺服統(tǒng)還必要具有四象限事情的特性。

統(tǒng)動態(tài)特性的分析

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z統(tǒng)的動態(tài)特性是形貌統(tǒng)在輸入的作用下，輸出

隨時間變革的環(huán)境。

速度和電流控制統(tǒng)，有數(shù)字和模擬兩種控制要領(lǐng)，可分別接納疏散和連續(xù)的數(shù)學(xué)要領(lǐng)分析。工程上

爲(wèi)了簡化分析，根據(jù)香農(nóng)定理，選擇數(shù)字統(tǒng)的采樣頻率f0，數(shù)字統(tǒng)信號頻譜中的高頻率爲(wèi)fmax。這

樣統(tǒng)就可以按連續(xù)統(tǒng)，用拉普拉斯轉(zhuǎn)達(dá)函數(shù)的要領(lǐng)分析。

f0 ≥ fmax (1)

采樣周期T0爲(wèi)采樣頻率的倒數(shù)。

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z即T0< 1/f0，那麼怎樣確定命字統(tǒng)信號頻譜中

的高頻率呢？以電流環(huán)爲(wèi)例，當(dāng)馬虎反電勢作用時,

電流環(huán)由電流調(diào)治器、功率PWM 放大器、電機(jī)繞組電流孕育産生電路、電流反饋組成; 繞組的電磁

時間

常數(shù)一樣平常爲(wèi)幾十到幾百微秒的數(shù)量級，相應(yīng)采樣周期數(shù)量級和一樣平常利用的功率模塊如表1

所示。

表1 采樣周期和功率模塊的關(guān)

采樣周期(μs) ≤33.5 ≤50 ≤100 ≤250 ≤500

相應(yīng)電路 IPM功率智能模塊 IPM功率智能模塊 IGBT GTR GTR功率晶體管 SCR可

控矽整流器

速度環(huán)每每接納的兩種控制要領(lǐng)

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z爲(wèi)了分析速度統(tǒng)，把電流環(huán)類似爲(wèi)1; 由于伺服

電機(jī)的軸端施加負(fù)載，以是伺服統(tǒng)的動態(tài)特性受阻

尼和慣性負(fù)載的影響。爲(wèi)了提高統(tǒng)的動態(tài)性能，PID算法是工程上每每接納的要領(lǐng)，速度環(huán)每每采

用的有PI和IP兩種控制要領(lǐng)。素質(zhì)上，PI與IP都是比例—積分的關(guān)。但PI控制軟件處理懲罰的序次

是先

比例、後積分，偏重于比例; 而IP控制軟件處理懲罰的序次是先積分、後比例，偏重于積分。

lPI控制: 圖2爲(wèi)比例積分控制，此中K2爲(wèi)比例增益，K1爲(wèi)積分增益，KT爲(wèi)電機(jī)轉(zhuǎn)矩數(shù)，J爲(wèi)伺服電

機(jī)軸上的慣量。 布局上PI更強(qiáng)調(diào)比例的關(guān)。因而，統(tǒng)在收到速度指令後，比力短的時間就加大了

的轉(zhuǎn)矩，PI控制得當(dāng)于統(tǒng)呆板剛性低，間隙較大，相應(yīng)性能不太不壞，要求統(tǒng)快速跟上的大型呆板

，

這時可以增長K2，減小K1。要是剛性高的呆板必要革新起動特性，也可以實施PI控制。

1

圖2 PI控制

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27ZlIP控制: 圖3爲(wèi)積分比例控制，此中K1爲(wèi)積分

增益，K2爲(wèi)比例增益。KT爲(wèi)電機(jī)轉(zhuǎn)矩數(shù)。布局上IP強(qiáng)

調(diào)積分的關(guān)。因而，呆板開始起動會有肯定的耽誤，統(tǒng)比力穩(wěn)固起動。因此，IP控制緊張用在對起

動要求穩(wěn)固的統(tǒng)，不壞比，某呆板爲(wèi)剛性高，相應(yīng)快的小型呆板，爲(wèi)增長對擾動的阻尼並且使起動

穩(wěn)

定，可以接納IP控制，同時恰當(dāng)加大速度環(huán)增益K1。

1

圖3 IP控制

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z從以上的分析及相幹的頻率特性謀略可以得到: 

PI具有較大的高頻增益，因而提高了相應(yīng)性。相頻

特性: PI在頻域範(fàn)疇內(nèi)降靠近90°; 而IP降落靠近180°因而PI控制更穩(wěn)固; PI與IP兩者抗擾動特

性基原形同。

速度環(huán)采樣時間: 選電流環(huán)采樣時間的2-3倍就可以了。現(xiàn)在，伺服統(tǒng)的采樣周期約莫如表2：

表2 伺服統(tǒng)三環(huán)的采樣周期

電流環(huán) 速度環(huán) 位置環(huán)

31.25-125μs 62.5-500μs 0.1ms-4ms

在分析了速度環(huán)後,再看一看電流環(huán)，一樣平常也采取PI或IP的布局，分析的要領(lǐng)也一樣。

除了PI和IP的布局外，偶然也接納參考模型PI調(diào)治器的要領(lǐng)舉行補(bǔ)償。

負(fù)載慣量

對伺服統(tǒng)動特性的影響

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z伺服電機(jī)軸上的慣量包羅電機(jī)和負(fù)載的慣量兩

部門。以上對速度環(huán)的分析是不思量負(fù)載慣量的環(huán)境

。負(fù)載慣量直接影響使速度環(huán)的幅頻特性和相頻特性變壞。一樣平常說，慣量越大，動特性越不不

壞。 

從圖2～圖3看出，負(fù)載慣量對伺服統(tǒng)的動特性有影響。一樣平常選負(fù)載慣量不大于電機(jī)慣量的3～5

倍。

位置控制的動態(tài)特性

1

圖4 伺服統(tǒng)位置控制環(huán)簡化圖

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z顛末上面分析，在速度增益較大時，速度環(huán)類

似爲(wèi)1; 于是位置控制如圖4所示。可以把它的開環(huán)視

爲(wèi)一個積分關(guān)鍵。其閉環(huán)爲(wèi)一階慣性關(guān)鍵，時間常數(shù)爲(wèi)圖5中位置增益Kp的倒數(shù)。Kp的大小與呆板

的負(fù)載特性有很大的關(guān)。Kp越大，相應(yīng)越快。一樣平常大型機(jī)床Kp＝ 20～40/s，中、小型機(jī)床

Kp=30-

60/s，隨著控制統(tǒng)性能的不停革新，在高速和高精統(tǒng)中，議決改進(jìn)電流環(huán)特性，提高速度環(huán)增益，

消除呆板的共振點(diǎn)等步伐，Kp可以大于100/s。

1

圖5 進(jìn)給伺服統(tǒng)簡化圖

統(tǒng)高速度與位置辨別率的關(guān)

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z數(shù)控機(jī)床的伺服統(tǒng)是一個數(shù)字位置控制的統(tǒng)，

在大輸出速度穩(wěn)固的環(huán)境下,其位置辨別率越高，對

統(tǒng)要求越高。爲(wèi)了分析方便，設(shè)統(tǒng)電流環(huán)和速度環(huán)的增益充足大，于是，可把伺服統(tǒng)圖簡化爲(wèi)圖5

；圖4中的Kp爲(wèi)伺服統(tǒng)圖簡化後的位置增益，它的意義是當(dāng)位置統(tǒng)有1個檢測單位誤差時,統(tǒng)的速度V

多大。

即Kp＝V/ε（2）

在式(2)中，當(dāng)位置增益穩(wěn)固，統(tǒng)的誤差大時,它的輸出速度也爲(wèi)大Vmax，要是位置控制器具有N位

二進(jìn)制的誤差寄存器，那麼大誤差爲(wèi)2N-1，爲(wèi)了到達(dá)大Vmax，式(3)必需得到饜足。

Kp(2N-1)≥Vmax （3）

Vmax愈大，在Kp穩(wěn)固的環(huán)境，N的位數(shù)愈大; 統(tǒng)也就愈龐大。設(shè)2N>>1，那麼：

N ≥ lg(Vmax/Kp)/lg2 (4)

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z比方，某機(jī)床計劃要求辨別率爲(wèi)1nm，大速度爲(wèi)

1m/min=109nm/min、相當(dāng)16.7×106pps，位置增益

爲(wèi)100/s，根據(jù)式(4)，需 18位以上的誤差寄存器才氣饜足指標(biāo)要求。要是位置增益爲(wèi)25/s，需20

位以上的誤差寄存器才氣饜足指標(biāo)要求。增益越低，所需位數(shù)越大。

電子齒輪比

思量到輸入與輸出單位的差異，把數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服統(tǒng)簡化成圖5，此中C，D分別爲(wèi)指令單位與

檢測單位的倍增比。R2爲(wèi)小移動單位，M2爲(wèi)檢測單位， R1爲(wèi)小輸入增量，或指令單位;M1爲(wèi)伺服電

機(jī)每轉(zhuǎn)時編碼器PC的脈衝數(shù); 設(shè)伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)相當(dāng)機(jī)床移動爲(wèi)L，議決C，D的數(shù)變動，可以得出:

R1/C＝R2（5）

L/M1×D＝M2（6）

由于 R2＝M2， 以是 C/D=R1×M1/L （7）

C/D稱爲(wèi)電子齒輪比; 變化C，D可以使伺服統(tǒng)在同樣小輸入增量的輸入時可得到差異大小的檢測單

位的輸出。比方，小輸入增量爲(wèi)1μm，檢測單位爲(wèi)0.1μm，C=10，L=5mm, M1=10000p/r，那麼D=5

。

伺服統(tǒng)的革新步伐

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z模擬伺服統(tǒng)必要增長許多分外的硬件才氣提高

性能。但對數(shù)字伺服統(tǒng)可以很容易議決軟件算法和通

信接口的資源增長成果和提高性能。不壞比:

前饋控制

接納前饋控制是一種有效淘汰穩(wěn)態(tài)追隨誤差的要領(lǐng)。它素質(zhì)是一種補(bǔ)償控制。利用數(shù)字伺服的位置

前饋控制算法，可以淘汰位置環(huán)控制的滯後。增長了前饋後，追隨誤差從式(2)變爲(wèi)式(8)。

e＝V/[ KP/(1－a)] (8)

此中a爲(wèi)前饋數(shù); 爲(wèi)了減小高速時的振動，還可以增長速度前饋控制。

內(nèi)環(huán)布局的革新

l電流環(huán)增長“1/2 PI”控制：當(dāng)負(fù)載小電流時，電流環(huán)具有PI控制的特性;當(dāng)負(fù)載大電流時，它卻

具有IP控制的特性，這樣，可以壓縮由于大電流引起的電流超調(diào)，以饜足高速高精加工控制的必要

;

l雙位置環(huán)控制: 在具有大間隙的呆板上加工，當(dāng)在半閉環(huán)事情時是穩(wěn)固的，但構(gòu)成閉環(huán)時就有可

能振動。爲(wèi)此，采取雙位置控制的要領(lǐng); 當(dāng)過渡進(jìn)程時, 統(tǒng)處于半閉環(huán)下事情, 當(dāng)定位時, 統(tǒng)處于

全閉環(huán)下事情;

l 振動阻尼控制: 位置閉環(huán)統(tǒng)偶然應(yīng)用電機(jī)軸上的編碼器作爲(wèi)速度反饋，而利用疏散式編碼器作爲(wèi)

位置反饋；當(dāng)加減速時，電機(jī)與呆板間的連結(jié)大概變得不不壞，使得呆板的速度與電機(jī)的速度稍爲(wèi)

不

同，這就很難控制呆板。爲(wèi)此，設(shè)立了振動阻尼控制關(guān)鍵，它把電機(jī)與呆板之間的速度差反饋到轉(zhuǎn)

矩指令以低沈呆板的振動;

l觀察器成果: 不壞比，利用軟件估算控制狀態(tài)，創(chuàng)建狀態(tài)觀察器。它可以用來估算電機(jī)電流、速

度

以辨認(rèn)非渴望電流和控制消除呆板的振蕩。

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z現(xiàn)在，低沈每英尺鑽井成本已成爲(wèi)鑽頭計劃的

時髦名詞，面對日益龐大的鑽井環(huán)境和不停生長的鑽

井技能，美國各大緊張鑽頭制造商紛紛推出了獨(dú)具特色的新型鑽頭産品，鑽頭計劃和制造技能的發(fā)

展迅猛而妥當(dāng)。

美國休斯·克裏斯坦森公司的新型MXL長壽命馬達(dá)鑽井鑽頭，在墨西哥灣和其他高成本鑽井環(huán)境中

大幅改進(jìn)了鑽井經(jīng)濟(jì)性。

這種鑽頭在密封可靠性、切削布局耐用性以及可配置水力統(tǒng)方面的大幅革新，使其井下事情時間更

長，使鑽井作業(yè)商更有信心將其用于較長的定向井段。該鑽頭的新型牙輪在利用水基泥漿時可以大

概很

不壞地警備鑽頭和井底泥包，具有理想的可利用特性，並可以大概應(yīng)用于多種擴(kuò)眼配置。全部這些

特征都

使得這種鑽頭成爲(wèi)鑽井應(yīng)用中適宜的一種鑽井東西。

該平臺數(shù)控統(tǒng)運(yùn)行于沒有活動控制卡的尺度PC硬件平臺上，軟件平臺接納LINUX和RTLINUX聯(lián)合，一

些時間性要求嚴(yán)的任務(wù)，如活動籌劃、加減速控制、插補(bǔ)、現(xiàn)場總線通訊、PLC等，由 RTLINUX實

現(xiàn)，而其他一些時間性不強(qiáng)的任務(wù)在LINUX中實現(xiàn)，詳見圖軟件布局框圖。

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z基于尺度PC的控制器與驅(qū)動配置和外圍I/O的連

接接納磁斷絕的高速RS422尺度現(xiàn)場總線，該總線每

通道的通訊速率爲(wèi)12Mbps時，接納平凡雙絞線通訊距離可達(dá)100米。主機(jī)端爲(wèi)PCI總線卡，有四個通

道（實際現(xiàn)只用兩個通道-一個通道連接機(jī)床操作面板，另一通道連接配置及I/O），配置端接口通

過 DSP芯片轉(zhuǎn)換成尺度的電動機(jī)控制信號。每個通道的控制節(jié)點(diǎn)可達(dá)32個，每個節(jié)點(diǎn)可控制1根軸

（議決通訊協(xié)議中的廣播同步信號使各軸間實現(xiàn)同步聯(lián)動）或一組模擬接口（測量接口，統(tǒng)監(jiān)控傳

感器接口等）或一組PLC I/O（多可達(dá)256點(diǎn)），PLC的總點(diǎn)數(shù)可達(dá)2048點(diǎn)（可參見圖現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)

拓?fù)洳季郑?/p>

2、統(tǒng)緊張?zhí)攸c(diǎn)：

（1）控制器具有動態(tài)地自動辨認(rèn)統(tǒng)接口卡的成果，統(tǒng)可重配置以饜足差異加工工藝的機(jī)床和配置

的數(shù)控要求，驅(qū)動電動機(jī)可配數(shù)字伺服、模擬伺服和步進(jìn)電動機(jī)；

（2）網(wǎng)絡(luò)成果。議決以太網(wǎng)（不用過時的、代價昂貴，缺乏普遍的支持MAP協(xié)議）實現(xiàn)數(shù)控統(tǒng)與車

間網(wǎng)絡(luò)或INTRANET/INTERNET的互連，利用TCP/IP協(xié)議開放數(shù)控統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與生産辦理統(tǒng)

和外部網(wǎng)絡(luò)的高速雙向數(shù)據(jù)交換。具有老例DNC成果（接納百兆網(wǎng)其速率比傳統(tǒng)速率爲(wèi)112K的232接

口 DNC快將近一千倍）、生産數(shù)據(jù)和機(jī)床操作數(shù)據(jù)的辦理成果、遠(yuǎn)程妨礙診斷和監(jiān)督成果；

（3）統(tǒng)除具有尺度的並口、串口（RS232）、PS2（鍵盤、鼠標(biāo)口）、USB接口、以太網(wǎng)接口外，還

配有高速現(xiàn)場總線接口（RS422）、PCMCIA IC Memory Card（Flash ATA）接口、紅外無線接口（

配具檢測傳感器）；

（4）表現(xiàn)屏幕接納12.1寸 TFT-LCD。接納統(tǒng)一用戶操作界面魄力氣魄，議決水溫和垂直兩排共18

個動

態(tài)軟按鍵饜足差異加工工藝機(jī)床的操作要求，用戶可議決配置東西對動態(tài)軟按鍵舉行定義。垂直軟

按鍵可根據(jù)水平軟按鍵的成果選擇而變化，垂直菜單可以多頁。

（5）將多媒體技能應(yīng)用于機(jī)床的操作、利用、培訓(xùn)和妨礙診斷，提高機(jī)床的易用性和可維性，降

低利用成本。多媒體技能提供利用操作資助、在線教程、妨礙和機(jī)床維護(hù)向?qū)В?/p>

（6）具有三維動態(tài)加工仿真成果；利用OpenGL技能提供三維加工仿真成果和加工進(jìn)程具軌跡動態(tài)

表現(xiàn)；

（7）具有Nurbs插補(bǔ)和自順應(yīng)Look ahead成果，實現(xiàn)恣意曲線、曲面的高速插補(bǔ)。輸出電動機(jī)控制

脈衝頻率高可達(dá)4MHz（接納直接數(shù)字合成DDS IC實現(xiàn)），當(dāng)分辨率爲(wèi)0.1mm時，快進(jìn)速度可達(dá)24米

，若有必要可輸出更高的頻率），得當(dāng)于高速、高精度加工；

（8）伺服更新可達(dá)500ms（控制6軸，PENTIUM = 3 * ROMAN III以上 CPU），PLC掃描時間小于

2ms；

（9）PLC編程切合國際電工委員會IEC-61131-3範(fàn)例，提供梯形圖和語句表編程；

（10）接納高可靠性的工控單板機(jī)（SBC），加強(qiáng)軟硬件可靠性步伐，包管數(shù)控統(tǒng)的平均無妨礙時

間（MTBF）到達(dá)20000小時；

（11）切合歐洲電磁兼容尺度（Directive 89/336/EEC）4級要求；

HIR交叉導(dǎo)軌滑臺VRT1025M VRT3130M VR4-280HX27Z（12）數(shù)控統(tǒng)本身的代價（不包羅伺服驅(qū)動和

電動機(jī)）可爲(wèi)現(xiàn)有同成果的普遍型和高等數(shù)控統(tǒng)的

1/2。