摘  要：ServoC是德國(guó)路斯特公司為中國(guó)市場(chǎng)專門開發(fā)的新一代通用型伺服驅(qū)動(dòng)器，它所具備的6大特點(diǎn)，從中國(guó)通用形伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展的角度，奠定了其為劃時(shí)代產(chǎn)品的位置；從市場(chǎng)營(yíng)銷的角度，成就了其最大的賣點(diǎn)。目前，它已被成功地引入市場(chǎng)和應(yīng)用于各種機(jī)床及產(chǎn)業(yè)機(jī)械。

    1 產(chǎn)品概貌

                        

     ServoC，是德國(guó)路斯特公司專門為中國(guó)市場(chǎng)開發(fā)的新一代通用型伺服驅(qū)動(dòng)器。它是基于路斯特成熟的伺服驅(qū)動(dòng)系列產(chǎn)品— C-line，并針對(duì)中國(guó)的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)研發(fā)的。

    ServoC功率范圍從400W到3000W；有400V和230V兩種電壓等級(jí)產(chǎn)品；可驅(qū)動(dòng)第三方電機(jī)，并能自動(dòng)識(shí)別電機(jī)參數(shù)和自動(dòng)設(shè)定控制器參數(shù)；經(jīng)濟(jì)型總線通訊；多功能調(diào)試面板；具有主令脈沖輸入及編碼器仿真輸出端口；可編程功能；扭矩、速度、位置三種預(yù)設(shè)模式，上電即用；可使用USB電纜進(jìn)行調(diào)試；四通道數(shù)字濾波器功能的PC調(diào)試軟件—DriveManager。

                        
                    

                             圖1   伺服驅(qū)動(dòng)器接口

    2 產(chǎn)品賣點(diǎn)

    2.1 230V和400V兩種電壓等級(jí)的產(chǎn)品

    目前市場(chǎng)上的伺服驅(qū)動(dòng)器，大部分是三相230V的，需配變壓器才能使其得到有效的使用，這增加了系統(tǒng)成本。而ServoC，提供230V和400V兩種電壓等級(jí)。可以省去進(jìn)線變壓器，從而降低了系統(tǒng)成本；它貼合中國(guó)的工業(yè)環(huán)境，允許輸入電壓的波動(dòng)范圍大，從-25%到20%，提高了機(jī)器運(yùn)行的連續(xù)性。

               表1   ServoC兩種電壓等級(jí)產(chǎn)品
  
              
　 　 　 　 　
    2.2 可編程功能

    ServoC擁有內(nèi)部可編程功能，即所謂的“軟PLC”功能。可根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程的要求，編寫運(yùn)動(dòng)控制順序程序。能夠完成部分功能如下：

    ·  啟動(dòng)電機(jī)控制；

    ·  改變電機(jī)的控制方式（轉(zhuǎn)矩、速度、位置控制）；

    ·  設(shè)置/讀取模擬和數(shù)字輸出/輸入量；

    · 讀取/寫入?yún)?shù)；

    ·  數(shù)學(xué)運(yùn)算；

    ·  邏輯運(yùn)算；

    ·  定時(shí)器、計(jì)數(shù)器功能；

    · 單軸定位功能。

    此外，可編程功能有利于機(jī)器制造廠商、系統(tǒng)集成商形成和保護(hù)專有技術(shù)。

    2.3 通訊功能

    代表了技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的ServoC，集成了通訊模塊。標(biāo)配為RS485，通訊協(xié)議為L(zhǎng)UST-BUS，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單易用的總線通訊，成本低，可靠性高；可選配CANOpen，使用標(biāo)準(zhǔn)的DSP402協(xié)議，實(shí)現(xiàn)較高速的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊，給客戶設(shè)備的升級(jí)提供了一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的總線。與此同時(shí)，為了與目前中國(guó)市場(chǎng)的實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的對(duì)接，ServoC也提供受主令脈沖控制的可能性。與此配套的，提供編碼器仿真輸出信號(hào)。

    上位控制系統(tǒng)通過總線通訊實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)的控制，是當(dāng)今的發(fā)展趨勢(shì)。其特點(diǎn)為：響應(yīng)快、抗干擾性能高、可靠性高，可完成高精度多軸同步等功能。而主令脈沖控制，由上位機(jī)PLC做開環(huán)定位控制，其缺點(diǎn)是，易受干擾，控制精度及響應(yīng)速度也較低。

    目前中國(guó)市場(chǎng)上的通用伺服器，大部分采用主令脈沖做定位控制，不具備通訊功能。如需采用總線通訊，則要另令配模塊，從而加大了系統(tǒng)成本。

    2.4 真正的位置伺服驅(qū)動(dòng)器

    市場(chǎng)上的很多日系通用伺服，靠上位發(fā)脈沖來(lái)控制電機(jī)定位，實(shí)際上是速度伺服。這種伺服的響應(yīng)速度慢、定位精度及抗干擾性都較差。

    ServoC是真正意義上的位置伺服，具備內(nèi)部定位功能，定位精準(zhǔn)、快速，可設(shè)置16個(gè)位置表格，有表格跟隨、延時(shí)觸發(fā)等功能。可簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)，可靠性高，使得現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及售后服務(wù)更加簡(jiǎn)便。

    2.5 能承受震動(dòng)及其它苛刻環(huán)境的編碼器和真正的絕對(duì)值編碼器

    ServoC可接旋轉(zhuǎn)變壓器及單圈、多圈絕對(duì)值編碼器。這兩類編碼器均屬“皮實(shí)”、耐用的產(chǎn)品，能承受振動(dòng)及苛刻的使用環(huán)境。另外，兩種編碼器的精度較高，旋轉(zhuǎn)變壓器的精度為16位，絕對(duì)值編碼器的精度為18位。

    2.6 極低的故障率

    自從進(jìn)入市場(chǎng)，ServoC就顯示出其出眾的可靠性。截至目前，其故障率低于3‰。這源自于設(shè)計(jì)上針對(duì)性考慮和嚴(yán)格的生產(chǎn)質(zhì)量控制。

    3 應(yīng)用案例介紹

    目前，ServoC已成功應(yīng)用于各種機(jī)床及產(chǎn)業(yè)機(jī)械，如：車床、粗紗機(jī)、細(xì)紗機(jī)、圓網(wǎng)印花機(jī)、精梳機(jī)、雕銑機(jī)、繡花機(jī)、注塑機(jī)、食品包裝機(jī)、藥品包裝機(jī)、彈簧機(jī)、輾環(huán)機(jī)等，并不斷向新的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)軍。

    3.1 注塑機(jī)取料機(jī)械手的應(yīng)用

    該系統(tǒng)主要使用了ServoC的通訊、內(nèi)部PLC及內(nèi)部定位控制功能。系統(tǒng)由西門子PLC、路斯特伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)及機(jī)械手等組成。ServoC控制機(jī)械手的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作。

    這是一個(gè)改造項(xiàng)目，將原有的日系伺服器替換為路斯特驅(qū)動(dòng)器。原系統(tǒng)采用脈沖定位控制方式，響應(yīng)速度慢，易受干擾。而替換后，雖然對(duì)原系統(tǒng)的軟件、硬件的改動(dòng)很小，但由于采用了RS485通訊、內(nèi)部PLC編程及內(nèi)部定位控制，使得新系統(tǒng)的性能達(dá)到了質(zhì)的飛躍。實(shí)現(xiàn)了高速響應(yīng)及0.01度的精準(zhǔn)定位，且不受干擾信號(hào)影響。目前，這套取料機(jī)械手系統(tǒng)，已經(jīng)達(dá)到甚至超過國(guó)內(nèi)一流產(chǎn)品的水平。

              

                                圖2   注塑機(jī)取料機(jī)械手

    3.2 在圓網(wǎng)印花機(jī)上的應(yīng)用

                 

                             圖3   圓網(wǎng)印花機(jī)

    該應(yīng)用使用了ServoC的主令脈沖同步定位功能。圖3所示為獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng)的圓網(wǎng)印花機(jī)。系統(tǒng)由1個(gè)主導(dǎo)帶及12個(gè)網(wǎng)輥組成。網(wǎng)輥傳動(dòng)使用路斯特LSM 電機(jī)，電機(jī)由ServoC驅(qū)動(dòng)。每根軸由一個(gè)PLC控制，且各個(gè)PLC 之間有同步時(shí)鐘功能，以確保各個(gè)網(wǎng)輥與同導(dǎo)帶之間的同步。ServoC定位準(zhǔn)確、響應(yīng)快、可靠性高的特點(diǎn)，在這套系統(tǒng)中得到充分發(fā)揮。

                     

                            圖4   圓網(wǎng)印花機(jī)系統(tǒng)框圖

    3.3 在細(xì)紗機(jī)鋼領(lǐng)板電子升降上的應(yīng)用

    系統(tǒng)由西門子PLC、ServoC驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、鋼領(lǐng)板等組成，通過HTL主令脈沖進(jìn)行定位控制。在抗干擾問題上，使用了硬件濾波來(lái)解決。系統(tǒng)整體性能達(dá)到或超過同類產(chǎn)品。

                     

                         圖5   細(xì)紗機(jī)鋼領(lǐng)板電子升降

    3.4 在火腿腸機(jī)械定量灌裝機(jī)上的應(yīng)用

    該系統(tǒng)使用了通訊功能、及內(nèi)部PLC控制功能，由HMI、ServoC及伺服電機(jī)組成。由于無(wú)需外置PLC，所以降低了整體成本，同時(shí)提高了可靠性。HMI與驅(qū)動(dòng)器通過RS485通訊。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)流量泵，其動(dòng)作由驅(qū)動(dòng)器ServoC內(nèi)部PLC控制。該系統(tǒng)定位精準(zhǔn)、抗干擾性強(qiáng)、可靠性高。所灌裝出的產(chǎn)品，同一腸衣首尾相差僅為0.3g，達(dá)到國(guó)內(nèi)同等設(shè)備先進(jìn)水平。

                     
 
                              圖6   火腿腸機(jī)械定量灌裝機(jī)

    4 結(jié)語(yǔ)

    自從進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)以來(lái)，ServoC這一創(chuàng)新產(chǎn)品以其優(yōu)異的性能、極具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格、可靠的質(zhì)量，以及路斯特傳動(dòng)系統(tǒng)所提供的完善的技術(shù)支持與售后服務(wù)，為客戶創(chuàng)造了巨大價(jià)值，從而得到了廣大用戶的肯定與支持。



                                                      ——轉(zhuǎn)自《自動(dòng)化博覽》