目前國內(nèi)占主要地位的開平機組伺服進給系統(tǒng),,主要是 交流伺服進給系統(tǒng),,此外還有直線伺服進給系統(tǒng)。
1,、交流伺服進給系統(tǒng)的類型
交流伺服進給系統(tǒng),,主要采用的是 永磁同步交流伺服進給系統(tǒng),有3種類型:模擬形式,,數(shù)字形式和軟件形式,。
模擬伺服用途單一,,只接收模擬信號,,位置控制通常由上位機實現(xiàn)。
數(shù)字伺服可實現(xiàn)一機多用,,如做速度,、力矩、位置控制,??山邮漳M指令和脈沖指令,,各種參數(shù)均以數(shù)字方式設(shè)定,穩(wěn)定性好,。具有較豐富的自診斷,、警報功能。
軟件伺服是 基于微處理器的全數(shù)字伺服系統(tǒng),。其將各種控制方式和不同規(guī)格,、功率的伺服電機的監(jiān)控程序以軟件實現(xiàn)。使用時可由用戶設(shè)定代碼與相關(guān)的數(shù)據(jù),,即自動進入工作狀態(tài),。配有數(shù)字接口,改變工作方式,、更換電動機規(guī)格時,,只需重設(shè)代碼即可,故也稱萬能伺服,。

交流伺服已占據(jù)了開平機組進給伺服的主導(dǎo)地位,并隨著新技術(shù)的發(fā)展而不斷完善,,具體體現(xiàn)在3個方面:(1)系統(tǒng)功率驅(qū)動裝置中的電力電子器件不斷向高頻化方向發(fā)展,,智能化功率模塊得到普及與應(yīng)用;(2)基于微處理器嵌入式平臺技術(shù)的成熟,,將促進先進控制算法的應(yīng)用,;(3)網(wǎng)絡(luò)化制造模式的推廣及現(xiàn)場總線技術(shù)的成熟,將使基于網(wǎng)絡(luò)的伺服控制成為可能,。
3,、直線伺服系統(tǒng)的特點
直線伺服系統(tǒng),采用的是 一種直接驅(qū)動方式(DirectDrive),,與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)傳動方式相比,,最大特點是 取消了電動機到工作臺間的一切機械中間傳動環(huán)節(jié),即把開平機組進給傳動鏈的長度縮短為零,。這種“零傳動”方式,,帶來了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式無法達到的性能指標(biāo),如加速度可達3g以上,,為傳統(tǒng)驅(qū)動裝置的10~20倍,,進給速度是 傳統(tǒng)的4~5倍。從電動機的工作原理來講,,直線電動機有直流,、交流、步進、永磁,、電磁,、同步和異步等多種方式;而從結(jié)構(gòu)來講,,又有動圈式,、動鐵式、平板型和圓筒型等形式,。目前應(yīng)用到開平機組生產(chǎn)線上的,,主要有高精度高頻響小行程直線電動機,與大推力長行程高精度直線電動機兩類,。
二,、伺服系統(tǒng)及伺服電機的發(fā)展趨勢
1、伺服系統(tǒng)的發(fā)展方向
隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,,伺服系統(tǒng)向著集成化,、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。
(1)集成化,。使用單一,,多功能的控制單元,通過軟件的設(shè)置實現(xiàn)位置控制和速度控制功能,??梢允褂帽旧砼渲玫姆答亞卧獦?gòu)成半閉環(huán)或是 通過外部接口構(gòu)成高級度的全閉環(huán)控制系統(tǒng)。
(2)智能化,。伺服器控制模式的智能化,,如在內(nèi)部預(yù)先編程實現(xiàn)某種運動軌跡,控制本站點周邊的IO接口,,內(nèi)帶主從跟隨模式調(diào)整,,電子凸輪等。
(3)網(wǎng)絡(luò)化,。伺服器間實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)布式控制,。伺服器實現(xiàn)模塊化的可重構(gòu),節(jié)省成本,。
2,、直線電動機直接驅(qū)動的主要優(yōu)點
未來的伺服電動機的發(fā)展比較有代表性的例子,是 直接驅(qū)動直線伺服電動機,,開平設(shè)備進給系統(tǒng)采用的直線電動機直接驅(qū)動,,與原旋轉(zhuǎn)電動機驅(qū)動方式的最大區(qū)別,是 取消了從電動機到工作臺之間的一切機械中間傳動環(huán)節(jié),。
直線電動機直接驅(qū)動的主要優(yōu)點有:
(1)高速響應(yīng)性,。絲杠等機械傳動機構(gòu)的取消,使整個閉環(huán)伺服系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能大大提高,。直線電動機用于開平機組進給的驅(qū)動中,,超高速切削的最大進給速度可達120~250m/min,加速度可達到2~10g,。
(2)高精度性,。機械傳動鏈的取消,消除了機械速度變換機構(gòu)所帶來的一些不良影響,,如摩擦,、機械后沖、彈性變形等對系統(tǒng)伺服性能的影響,。同時實現(xiàn)了伺服系統(tǒng)全閉環(huán)控制,,可大大提高開平機組的定位精度。
(3)行程長度不受-,。在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電動機的定子,,就可無限延長轉(zhuǎn)子的行程長度。
在國際上,,直線電動機直接驅(qū)動研究發(fā)展迅猛,,許多發(fā)達國家及大公司都投入了很大的精力從事研究,并進行應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā),。已有直線電動機的系列產(chǎn)品,,并應(yīng)用于相應(yīng)開平機組,走向了市場,。
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