伺服电机与行星减速机一体化

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作者：温海邦

      本篇主要介绍德国百格拉交流伺服电机系统和德国NEUGART行星减速机的应用，市场前景，有关技术专利和性能特点，使用稳定可靠，安装方便，是现代制造业设备不可缺少的主流产品。
关键词：交流伺服电机 驱动器 行星减速机

      随着现代工业自动化程度的逐渐提高，交流伺服系统的应用已成为工业控制的主流，并且在当代工业设备生产中占有相当重要地位。由于社会经济不断迅猛发展，在满足用户设备速度与定位控制外，行星减速机的加入使得很多生产制造商更加得心应手，其应用大大缓解了有些特殊场合。例如大扭矩，低速度等特殊情况生产难题，同时增加了设备运行稳定性，根据目前的工业发展趋势，行星减速机的需求量将会继续加大，取代了传统齿轮变速机构，弥补了现代工业生产效率的不足。
      当代交流伺服电机系统控制的主要优点是：响应速度快，控制精度高，抗过载能力强，无噪音，无振动，控制参数可调整，可按用户的要求完成速度、位置和力矩三种控制功能，高精度高可靠性。

      本章节主要针对德国BERGER LAHR伺服电机系统做一下详细介绍，百格拉伺服电机按照性能划分为两种：SER型和DSM型，均可匹配TLD13X型专用伺服驱动器，功率范围可实现0,3～10KW。

      SER型交流同步伺服电机采用了最新高磁能积永磁材料及优化电机设计，使得体积较小的电机也能产生很大扭矩。同一型号电机于不同驱动器匹配时最大输出扭矩也不同，电机绕组结构不同对应不同速度、不同功率。百格拉伺服电机抗过载能力极强，通常为额定扭矩值的5倍，反馈系统均配有高精度正余弦绝对值编码器，分辨率为16384线/转，电机内部带有NTC温度监视器，仿护等级IP56，工作温度为-25度～50度。

      百格拉伺服驱动器TLD13X可有两种电压输入方式，单相220VAC和三相380VAC，内含电源滤波器，不需额外加隔离变压器，能接收模拟量和数字量两种信号；按照功率大小可分为TLD132、TLD134、TLD136、TLD138四种型号，根据用户不同需求选配不同功能模块，操作方式灵活方便，适用于各种工业自动化场所。百格拉公司还根据用户要求开发了可编程驱动器TLC6系统（带驱动器的控制器），功能极其强大，可实现总线控制，多台联机运行，可选择IBS、PROFIBUS、CAN、CANOPEN、RS485等多种总线数据通迅结构，带有40路I/O接口，配有超高速输入口，可实现高级语言编程，含有点位控制，电子凸轮、事件触发等大量库函数；

      百格拉公司的TLCC控制器可选配工业以太网、显示单元、最多可同时控制127个TLC系列智能控制器、高级语言编程，2M用户存储器，48路I/O接口，是今后推向市场的极有潜力的新型产品。

      DSM型伺服电机除了具有SER电机的所有优点外，其防护等级和振动等级很高，适合于各种复杂环境使用；性能更加优越，稳定性更强，抗潮湿，S级抗振强度，R级法兰精度，按要求可额外选配行星减速机和制动抱闸。

行星减速机的功能与使用：

本章节主要介绍推荐德国NEUGART高精度行星减速机产品；

德国NEUGART公司1966年开始致力于高精度伺服电机专用行星减速机的研发生产，80多名专家数十年来从结构设计，选材加工工艺，装配到质量检测等不断改进和完善，至今拥有多项专利。使NEUGART公司生产的行星减速机在输出扭矩、噪音、效率、径向和轴向受力、寿命和反向间隙等关键技术指标上都处于业内领先地位，尤其体现到于伺服电机匹配时，经验和技术变的非常成熟，性能价格比极其优越。

NEUGART行星减速机主要工艺结构及专利技术有：

衍磨齿：齿轮表面经过超精密衍磨，使齿轮间配合更加优化，磨擦阻力和振动更小，整机传动效率可达98%，高速时噪音低于55DB，最高输入转速10000转/分，最小反向间隙低于1弧分；

过渡法兰技术：NEUGART公司为了满足不同用户的要求，特殊研制了专业过渡连接法兰，该项专利使得减速机可与任意厂家电机相配套，而且装配时间仅为一分种；

齿轮表面硬化处理：其寿命远远超过所配套电机，选用优质轴承，减速机的外壳采用特殊工艺处理，增大了输入轴和输出轴承受力和抗振能力，延长了使用寿命；

专利排热技术：由于高度密封减速机在高速转动时，内部空气受热后无法排出，增大了其腔内压力和温升，限制了长时间高速运转，NEUGART行星减速机采用了专利排热技术后，长时间高速运转后扭矩不下降，温升压力升高很小，也大大延长了使用寿命；

NEUGART行星减速机按照精度及使用场合可分为PLE系列和PLS系列，PLE型减速机适用于广泛的工业场合，而PLS型减速机适用于军工等高精密的使用场合，NEUGART减速机按行星齿轮的套数可分为一级、二级、三级行星减速，减速比可实现3～512；可在-25度～100度之间连续工作，短时间能到120度，PLE系列减速机防护等级IP54，PLS系列减速机防护等级IP65；

交流伺服电机及行星减速机在工业控制行业中的应用；

与NEUGART行星减速机匹配的伺服电机有：百格拉、西门子、伦茨、力士乐、发格、松下、三菱、三洋、安川、科尔摩根等许多世界著名品牌，在国内伺服电机与减速机一体化面临的行业有：切割机、喷绘机、焊接机、机床、印刷、包装、塑料机械、汽车等多种工业自动化场合，并且应用数量也在逐年增加，其优越的性能价格比会使应用领域继续扩大，对于提高我国工业自动化水平有着重要意义；

结束语：

伺服电机与行星减速机一体化作为一种先进的控制匹配方案在数控领域具有极好的发展前景，并且能提供专业深入的服务，行星减速机的出现将会成为中国机械制造业的一大亮点，对迅速推进国内经济发展建立了良好的开端；

莱茵公司以“引德国高新机电，促中国企业发展”为己任，将NEUGART行星减速机和百格拉伺服电机引进中国，并且目前已经形成销售规模，随着国内经济发展，越来越多的行星减速机被应用到各种工业领域，莱茵公司也会为用户架起技术的桥梁，将国外的成熟技术不断提供给行业中人士共同分享！

作者单位：沈阳莱茵机电有限公司
地址：沈阳经济技术开发区星海路16号110141
Email：esionwen@sina.com

chaeyeon

当前，采用数值控制的方法加工齿轮伺服电机已变得越来越普遍了。所谓“数值控制加工”是指加工齿轮时采用电子计算机控制的伺服系统驱动控制机床的运动。把采用这种方法加工的齿轮称为数字齿轮。滚珠丝杆数控加工的基本运动方式主要有两种：1)精确的分齿。需要精确的同步运动。主要是工件与刀具间的同步运动。2)不同齿轮的形状各异，它是依靠不同运动轴插补联动形成的。因此齿轮的加工也要求多轴联动插补。
同步有两种：机械同步和机电同步。在机电同步系统中，膜片联轴器同步的概念指系统中具有两个或两个以上由电子控制的自动调节系统和伺服电机组成的控制对象，其中一个为主控制对象，另外一个或多个从控制对象，控制量为机械的位移或速度(对旋转运动为转角或转速)通过控制器使从控制对象与主控制对象的输出控制量保持一定的比例关系，弹性联轴器称这种运动系统为同步系统。在齿轮加工中同步系统是位置控制系统。为了简化，把同步系统中的控制装置简化如图1 所示。其中K1为简化后控制装置的位置控制器的增益；波纹管联轴器K2为简化后速度控制器的增益；K=K1K2称为系统的开环位置增益。X1、X0、D为输入、输出和折合至速度控制器输入端的负载扰动。△为输入与输出间的误差。

mwj921

学习，多谢楼主啊。

zengxiaodong

有没有图片或者样本提供一下？看看具体的结构形式是怎样的

HRCGEAR

zengxiaodong 发表于 2022-2-25 09:58
有没有图片或者样本提供一下？看看具体的结构形式是怎样的

同问，感谢楼主分享

haojiansheng

求样本，路过