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伺服電機(jī)朝著高速高精化的發(fā)展
點擊次數(shù)：578 發(fā)布時間：2014-12-6
伺服電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展推動加工技術(shù)的高速高精化形勢。80年代以來習慣，數(shù)控系統(tǒng)逐漸應(yīng)用伺服電機(jī)作為驅(qū)動器件運行好。交流伺服電機(jī)內(nèi)是無刷結(jié)構(gòu)共同學習，幾乎不需維修發展，體積相對較小大型，有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高服務效率。目前交流伺服系統(tǒng)已在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服系統(tǒng)。在當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)中重要意義，交流伺服取代直流伺服統籌發展、軟件控制取代硬件控制成為了伺服技術(shù)的發(fā)展趨勢。由此產(chǎn)生了應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給和主軸裝置上的交流數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)體系。隨著微處理器和全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展生產製造，數(shù)控系統(tǒng)的計算速度大大提高，采樣時間大大減少攜手共進。硬件伺服控制變?yōu)檐浖欧刂坪蠊餐?，大大地提高了伺服系統(tǒng)的性能。例如OSP-U10/U100網(wǎng)絡(luò)式數(shù)控系統(tǒng)的伺服控制環(huán)就是一種高性能的伺服控制網(wǎng)，它對進(jìn)行自律控制的各個伺服裝置和部件實現(xiàn)了分散配置簡單化，網(wǎng)絡(luò)連接選擇適用，進(jìn)一步發(fā)揮了它對機(jī)床的控制能力和通信速度。這些技術(shù)的發(fā)展的特性，使伺服系統(tǒng)性能改善交流、可靠性提高、調(diào)試方便提供堅實支撐、柔性增強(qiáng)還不大，大大推動了高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。
另外信息化技術，*傳感器檢測技術(shù)的發(fā)展也極大地提高了交流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能和定位精度發揮作用。交流伺服電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)一般選用無刷旋轉(zhuǎn)變壓器、混合型的光電編碼器和值編碼器作為位置逐步顯現、速度傳感器銘記囑托，其傳感器具有小于1μs的響應(yīng)時間。伺服電動機(jī)本身也在向高速方向發(fā)展自動化裝置，與上述高速編碼器配合實現(xiàn)了60m/min甚至100m/min的快速進(jìn)給和1g的加速度示範。為保證高速時電動機(jī)旋轉(zhuǎn)更加平滑，改進(jìn)了電動機(jī)的磁路設(shè)計有很大提升空間，并配合高速數(shù)字伺服軟件運行好，可保證電動機(jī)即使在小于1μm轉(zhuǎn)動時也顯得平滑而無爬行。
交流直線伺服電機(jī)直接驅(qū)動進(jìn)給技術(shù)已趨成熟可能性更大。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動有“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)精密高速滾珠絲杠”和“直線電機(jī)直接驅(qū)動”兩種類型部署安排。傳統(tǒng)的滾珠絲杠工藝成熟加工精度較高，實現(xiàn)高速化的成本相對較低技術，所以目前應(yīng)用廣泛推廣開來。使用滾，珠絲杠驅(qū)動的高速加工機(jī)床zui大移動速度90m/min相對較高，加速度1.5g資源配置。但滾珠絲杠是機(jī)械傳動，機(jī)械元件間存在彈性變形姿勢、摩擦和反向間隙相互融合，相應(yīng)會造成運動滯后和非線性誤差，所以再進(jìn)一步提高滾珠絲杠副移動速度和加速度比較難了綠色化。90年代以來不同需求，高速高精的大型加工機(jī)床中，應(yīng)用直線電機(jī)直接驅(qū)動進(jìn)給驅(qū)動方式保持穩定。它比滾珠絲杠驅(qū)動具有剛度更高支撐作用、速度范圍更寬日漸深入、加速特性更好、運動慣量更小同時、動態(tài)響應(yīng)性能更佳互動式宣講，運行更平穩(wěn)、位置精度更高等優(yōu)點模式。且直線電機(jī)直接驅(qū)動自動化，不需中間機(jī)械傳動，減小了機(jī)械磨損與傳動誤差高品質，減少了維護(hù)工作不折不扣。直線電機(jī)直接驅(qū)動與滾珠絲杠傳動相比，其速度提高30倍資源優勢，加速度提高10倍高效利用，zui大達(dá)10g，剛度提高7倍估算，zui高響應(yīng)頻率達(dá)100Hz講理論，還有較大的發(fā)展余地。當(dāng)前不要畏懼，在高速高精加工機(jī)床領(lǐng)域中服務為一體，兩種驅(qū)動方式還會并存相當(dāng)長一段時間，但從發(fā)展趨勢來看逐漸顯現，直線電機(jī)驅(qū)動所占的比重會愈來愈大要落實好。種種跡象表明，直線電機(jī)驅(qū)動在高速高精加工機(jī)床上的應(yīng)用已進(jìn)入加速增長期更默契了。