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                                          衆爲興永磁同步電機系統在給料機系統中的應用

                                          發佈時間: 2017-10-11
                                          瀏覽次數: 1423
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                                          衆爲興永磁同步電機系統在給料機系統中的應用

                                          關鍵詞:

                                          永磁同步電機系統 ,給料機系統,運動控制系統

                                          概述:

                                          目前給料機給料器主要採用交流伺服電機。但是隨着產品的升級 ,客戶要求伺服電機具有高速、高平穩性、高過載能力、低成本、小體積等特點 。爲了適應這種市場需求 ,衆爲興公司開發了一套新的低壓伺服電機驅動器系統。

                                          內容:

                                          概述 

                                          失重式給料機由料斗、喂料器(單、雙軸螺旋喂料器)、稱重系統和調節器組成,在操作中,料斗、物料和喂料器共同連續地進行稱重 。隨着物料送出後 ,測量真實的失重速率 ,並將它與所需要的失重速率(設定值)加以比較。失重式給料機(失重給料機)通過調解喂料器速率來自動修正偏離設定點的偏值。從而可以均勻準確地連續喂送物料。 目前給料機給料器主要採用交流伺服電機。但是隨着產品的升級 ,客戶要求伺服電機具有高速、高平穩性、高過載能力、低成本、小體積等特點 。爲了適應這種市場需求,我們公司開發了一套新的低壓伺服電機驅動器系統。該系統由QS208020M驅動器和ACL06040B-2B伺服電機來組成,可以應用於失重式給料機系統中 。 

                                          1.伺服電機ACL06040B-2B 

                                          給料機要求螺桿軸的電機具有較寬的轉速範圍,運行平穩 。計算表明,在一定降額的情況下 ,400W就具有足夠的餘量。而且給料機系統中大部分具有60V開關電源,所以我們選擇了60V、400W、3000rpm作爲永磁同步電機的額定參數 。電機的定子採用4對極繞組,永磁體採用高性能的稀土永磁材料(Nd-FeB)。反饋元件採用2500線的增量式光電編碼器 ,電機的分辨率爲10000脈衝/每圈。 電機參數見下表1

                                          電機型號

                                          ACL06040B-2B

                                          線電阻(Ω)

                                          0.3327±10%

                                          額定功率(W)

                                          400

                                          線電感(mH)

                                          1.41±10%

                                          額定電壓(V)

                                          60

                                          轉子慣量(Kg.m2*10-4)

                                          0.3221±10%

                                          額定電流(A)

                                          8.4±10%

                                          力矩係數(NM/A)

                                          0.1501±10%

                                          峯值電流

                                          16.1±10%

                                          反電動勢係數(V/KRPM)

                                          9.08±10%

                                          額定轉速(RPM)

                                          3000

                                          額定扭矩(NM)

                                          1.27

                                          表1:ACL06040B-2B電機參數表 實際測量電機的特性曲線入下圖所示  。測試方法是先設定電機的轉速爲3000rpm,然後負載從0慢慢增加到0.64NM,測試電機的實際轉速。

                                          衆爲興永磁同步電機系統在給料機系統中的應用


                                           圖1:ACL06040B-2B電機運頻特性 

                                          測試數據表明 ,在整個加載過程中,電機的轉速穩定在3000±1rpm ,因此其相對轉速變化率 衆爲興永磁同步電機系統在給料機系統中的應用 其中 n0 =空載時轉速 nl=滿負載時轉速。 從測試數據來看電機在整個轉速範圍內運行非常平穩 。通過對比測試發現,其平穩性並不國外著名品牌的差 ,而且價格具有較大的優勢。


                                          2.交流伺服驅動器QS208020M 

                                          伺服的控制要求和步進電機或感應電機有較大的區別 ,它要求電機具有控制系統具有響應快、精度高、高轉速、轉矩脈動小等特點  。目前FOC算法是較爲成熟的算法之一 ,本驅動器採用基於TMS320F2801和FOC算法技術進行對電機動態解耦控制。 2.1磁場定向控制原理 伺服驅動器的控制原理圖如下: 1.轉子磁極位置檢測和速度計算模塊; 2.位置環、速度環、電流環控制器; 3.3S/2S,2S/2R,2R/2S座標變換模塊  ; 4.SVPWM模塊; 5.三相逆變模塊。 QS208020M伺服驅動器通過電流採樣電阻或者霍爾電流傳感器檢測電機的相電流ia、ib ,(其中ic可以由方程 ia+ib+ic=0求得,因此實際應用中只需要採集兩相電流就足夠了)。所採樣到的相電流經過A/D轉換器轉化成數字量並送進DSP做處理。 通過Clarke變換和Park變換將電流ia  ,ib ,ic變換成旋轉座標系中的直流分量id、iq。id 、iq作爲電流負反饋送到電流調節器中進行處理 。 給定位置θref與位置反饋量θm的偏差經過位置調節器計算 ,其輸出作爲參考轉速nref ,nref與轉速反饋量n的偏差經過速度調節器、其輸出作爲用於轉矩控制的q軸電流參考分量iqref 。以轉速反饋量n作爲輸入的函數發生器 ,根據控制策略制定的"n-Ψ"曲線給出了用於產生磁場的d軸電流參考分量idref 。idref和iqref與電流反饋量iq,id的偏差經過電流調節器,分別輸出Οdq旋轉座標系的相電壓分量vqref和vdref。再經過Park逆變換轉換成Οαβ直角座標系的定子相電壓矢量的分量varef和vbref 。 編碼器會反饋轉子的磁極位置信號UVW,可以通過UVW信號來確定轉子所在的扇區 ,就可以利用SVPWM模塊 ,產生三相PWM斬波,從而可以採用類似直流電機的方法進行控制交流伺服電機。 


                                          衆爲興永磁同步電機系統在給料機系統中的應用

                                          圖2:QS2伺服驅動器工作原理(點擊圖片可放大查看原圖) 

                                          QS2伺服驅動器。 本伺服驅動器採用了32位高性能的DSP芯片,採用先進的FOC技術。它具有高性能 ,高精度,體積小巧,使用方便等優點 。通過在給料機系統上測試表明 ,電機從靜止到加速到最高轉速 ,僅需要約10毫秒的時間。故在給料機這種高精度、高響應性的場合 ,能很好地滿足客戶需求  。 1.給料機系統分析  。 

                                          衆爲興永磁同步電機系統在給料機系統中的應用

                                          圖3:給料機工作原理 給料機的結構

                                          如上圖所示。顆粒通過漏斗往下進入螺桿軸。其中攪拌軸在工作時做攪拌用,可以增加顆粒物的流動性 。顆粒從螺桿的螺紋間隙中 ,隨着這螺桿是旋轉不斷向前推薦。假設螺桿旋轉一圈,顆粒物前進的質量爲Δm 。因此螺桿軸輸出的物料的質量M=Δm*L ,其中L是螺桿旋轉的圈數。由上述可知,控制電機所旋轉的圈數,就能控制顆粒物給料的質量 。 本應用案例中,採用的是QS208020M+ACL06040B-2B電機  ,輸入方式採用模擬量輸入控制轉速,其具有響應快,控制精度高的特點,能很好的應用在給料機系統當中。 2.結論 給料機的螺桿軸對伺服性能要求體現在響應性和平穩性和定位精度 。本數字 伺服系統有響應快,轉矩脈動小  ,精度高的特點能很好的應用在給料系統中。 目前,QS208020M驅動器已經ACL06040B-2B電機已經大量的應用在給料機行業中 。下圖爲某公司的給料機系統,該系統就在行業處於領先地位,其用的就是本公司的產品。


                                          衆爲興永磁同步電機系統在給料機系統中的應用


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                                          發佈時間: 2019 - 05 - 21
                                          過去十七年,深圳衆爲興不斷累積運動控制領域經驗的同時,對醫療行業始終保持關注,和醫療設備廠商緊密合作,讓自動化藥房方案完成落地。    住院病房發藥是一個常見場景 ,A設備供應商將其設計成一個以片劑爲主的智能發藥系統,由擺藥機、剝藥機、數片機組成,擺脫了人工費時費力、交叉污染、易於出錯的弊端 ,還能通過自動化設備自帶軟件,與醫院信息系統(HIS)進行對接 ,用於醫囑和付費等信息的傳輸和共享 。        住院自動化藥房主要設備分工介紹:          片劑擺藥機——將患者每一次需要服用的藥品自動分包爲單劑量包裝 ,同時在藥袋上打印出患者信息、藥品信息和服用時間 。          智能剝藥機——剝出各種成行PTP藥板藥品 ,包括片劑、膠囊  ,用於片劑擺藥機藥品補充。         智能數片機——對剝出的藥粒進行盤點 ,輔助片劑擺藥機系統盤點 。    系統中最複雜的擺藥機,最新一代產品整體採用立式 ,儲藥部分採用旋轉式結構。        機器可以放置多達616個藥盒 ,足以應付醫院存儲藥品種類多的現狀。藥盒具備雙重覈對與記憶功能,可隨處擺放位置  ,補藥快速 ,發藥準確 。外擺藥槽共144個 ,減少人爲干預,提高擺藥效率。和HIS系統(醫院信息系統)對接,將醫囑信息準確及時傳達給設備 ,醫生同時也能隨時監控藥品數量 。智能發藥系統-擺藥工作原理如下圖所示:整個設備爲了實現精確的運動控制 ,控制系統設計成工控機+板卡的方案。A廠商經過再三比較評估 ,其中運動控制卡採用了衆爲興ADT-8949G1這款產品。△衆爲興控制卡ADT-8949G1接線示意圖      ADT-8949G...
                                          瀏覽次數: 52
                                          發佈時間: 2019 - 05 - 21
                                          天地蓋結構簡單,模式化的比重大,在實際的生產中 ,很容易形成標準化,從而實現自動化生產,降低成本 ,相對於工藝比較複雜的摺疊盒、書型盒,具有不可比擬的優勢 。 在天地蓋生產中,紙張通過模切、覆膜等步驟,製成大小、形狀一致的面紙;灰紙亦通過模切、開槽、貼角等步驟 ,剪裁成大小形狀一致,然後再和麪紙進行貼合 ,而這一連串工序完全可全自動化作業。▲天地蓋生產的貼合工序從整個貼合過程可以看 ,前期的送紙、過膠 ,後期的抓盒、成型等步驟均是已經成熟的技術,而要做到高速、高精,視覺定位是關鍵 。對此,衆爲興推出了針對天地蓋的高精度AVS視覺定位系統 ,同時配置衆爲興SCARA 機器人AR4215,可以大大提升天地蓋自動化貼合時的定位精度以及生產效率。此外,該系統操作簡便 ,在人機交互界面中,用戶可快速切換視覺模板以及微調貼合位置補償值 。受前段工藝限制,半成品盒的直角會有毛邊和變形 ,紙張長寬比不一、不平的不良情況,嚴重影響了貼合的精度 。此外,同一設備無法確保不同規格天地盒的貼合精度 。目前業內常用的視覺方案是,分別求紙張和盒子的對角來確定中心點,但受上述不良情況影響,致使所求中心點偏位 ,嚴重影響了面紙和半成品盒的貼合精度 。針對上述難點,衆爲興AVS視覺系統推出的基於測量的天地蓋定位方案 ,包含兩種方式:①    測量方式:通過測量長邊A角和短邊B、C角來完成紙張和盒子定位 ;②    提取角點方式:通過提取面紙裁切角的角點 ,完成面紙的定位。這兩種方式分別可解決紙張長寬比不一、直角邊變形,保證了來料一致性,進而完成位置和角度的糾偏,配合衆爲興SCARA機器人AR4215 ,準確的將紙張和盒子貼合在一起,最終精度達到±0.1mm。☞本方案中,衆爲興AVS視覺操作步驟:△上相機面紙△下相機盒子    △提取面紙角點生產過程...
                                          瀏覽次數: 111
                                          發佈時間: 2019 - 04 - 26
                                          手機行業更新換代的速度超乎想象,新品迭出的背後是生產線的競爭:那些性價比更高、柔性化更強的生產設備和方案 ,更能博得手機廠商的認可。    中國生產出了全球90%的手機 ,然而在整個生產製造過程中 ,從前工序、組裝、測試到後端包裝的智能化改造空間還非常巨大 。針對手機小批量多品種高頻率的特點,改造需滿足高柔性化 ,每一條生產線、每一臺設備都需要隨着生產節奏,實現快速換線、工裝、夾具、軟件系統等 。    隨着手機制造技術的不斷提升  ,手機在組裝段,所要貼合的輔料種類也越來越多 ,屏蔽罩、泡棉、散熱硅膠片、絕緣PI、標籤……▲手機生產主要輔料一覽(網絡圖)  從效率、成本因素考慮 ,一臺自動輔料貼裝設備往往需要兼顧完成多項貼裝工藝  ,此時機器人的柔性化特點正好能夠充分展現  。    衆爲興根據客戶需求 ,在輔料貼裝的實施方案中,配備了衆爲興FR5215吊裝式SCARA機器人,其結構精巧靈活,特別適合在狹小的工況環境下作業,其重複定位精度達到±0.01mm ,最大負載5KG 。  ▲衆爲興FR5215吊裝式SCARA及AVS視覺系  FR5215能快速拾取輔料並通過衆爲興AVS視覺系統進行位置和角度糾偏,準確地將輔料貼付在基板指定的位置上 。幾乎只需要調整夾具就能切換工藝 。    我們來看看 ,在一個具體項目中 ,需要貼6個不同的輔料 ,支持卷料、盤料和片料等多種來料方式 。要完成手機方寸之間無誤差貼裝 ,重點保證對精度、下壓力等技術要求。比如  ,    ● 貼前置攝像頭泡棉 ,工藝要求精度±0.05mm ;    ● CPU屏蔽罩,四角無倒角 ,需要精度±0.05mm,整個下壓按照使用機器人完成;    ● 同時 ,屏幕後還存在異性、方形料貼標 ,工藝要求下壓力<5N 。    項目實施結果    1、 貼8個物料18s內完成,過程爲保證精度和下壓力,最終節奏22s完成。    2、6個吸頭導致最終...
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