目前國(guó)內(nèi)占主要地位的開(kāi)平機(jī)組伺服進(jìn)給系統(tǒng),,主要是 交流伺服進(jìn)給系統(tǒng),此外還有直線伺服進(jìn)給系統(tǒng),。
1,、交流伺服進(jìn)給系統(tǒng)的類型
交流伺服進(jìn)給系統(tǒng),主要采用的是 永磁同步交流伺服進(jìn)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(hào),位置控制通常由上位機(jī)實(shí)現(xiàn),。
數(shù)字伺服可實(shí)現(xiàn)一機(jī)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(bào)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(jī)的監(jiān)控程序以軟件實(shí)現(xiàn),。使用時(shí)可由用戶設(shè)定代碼與相關(guān)的數(shù)據(jù),,即自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)。配有數(shù)字接口,,改變工作方式,、更換電動(dòng)機(jī)規(guī)格時(shí),只需重設(shè)代碼即可,,故也稱萬(wàn)能伺服,。

交流伺服已占據(jù)了開(kāi)平機(jī)組進(jìn)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(gè)方面:(1)系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)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(tái)技術(shù)的成熟,,將促進(jìn)先進(jìn)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(chǎng)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(diǎn)
直線伺服系統(tǒng),,采用的是 一種直接驅(qū)動(dòng)方式(DirectDrive),,與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)方式相比,最大特點(diǎn)是 取消了電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)間的一切機(jī)械中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),,即把開(kāi)平機(jī)組進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零,。這種“零傳動(dòng)”方式,帶來(lái)了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方式無(wú)法達(dá)到的性能指標(biāo),,如加速度可達(dá)3g以上,,為傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置的10~20倍,進(jìn)給速度是 傳統(tǒng)的4~5倍,。從電動(dòng)機(jī)的工作原理來(lái)講,,直線電動(dòng)機(jī)有直流、交流,、步進(jìn),、永磁,、電磁、同步和異步等多種方式,;而從結(jié)構(gòu)來(lái)講,,又有動(dòng)圈式、動(dòng)鐵式,、平板型和圓筒型等形式,。目前應(yīng)用到開(kāi)平機(jī)組生產(chǎn)線上的,主要有高精度高頻響小行程直線電動(dòng)機(jī),,與大推力長(zhǎng)行程高精度直線電動(dòng)機(jī)兩類,。
二、伺服系統(tǒng)及伺服電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
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(guò)軟件的設(shè)置實(shí)現(xiàn)位置控制和速度控制功能,。可以使用本身配置的反饋單元構(gòu)成半閉環(huán)或是 通過(guò)外部接口構(gòu)成高級(jí)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(shí)現(xiàn)某種運(yùn)動(dòng)軌跡,,控制本站點(diǎn)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)布式控制。伺服器實(shí)現(xiàn)模塊化的可重構(gòu),,節(jié)省成本,。
2、直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)
未來(lái)的伺服電動(dòng)機(jī)的發(fā)展比較有代表性的例子,,是 直接驅(qū)動(dòng)直線伺服電動(dòng)機(jī),,開(kāi)平設(shè)備進(jìn)給系統(tǒng)采用的直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng),與原旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的最大區(qū)別,,是 取消了從電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)之間的一切機(jī)械中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),。
直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)有:
(1)高速響應(yīng)性。絲杠等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的取消,,使整個(gè)閉環(huán)伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大提高,。直線電動(dòng)機(jī)用于開(kāi)平機(jī)組進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)中,超高速切削的最大進(jìn)給速度可達(dá)120~250m/min,,加速度可達(dá)到2~10g,。
(2)高精度性。機(jī)械傳動(dòng)鏈的取消,,消除了機(jī)械速度變換機(jī)構(gòu)所帶來(lái)的一些不良影響,,如摩擦、機(jī)械后沖,、彈性變形等對(duì)系統(tǒng)伺服性能的影響,。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了伺服系統(tǒng)全閉環(huán)控制,可大大提高開(kāi)平機(jī)組的定位精度,。
(3)行程長(zhǎng)度不受-,。在導(dǎo)軌上通過(guò)串聯(lián)直線電動(dòng)機(jī)的定子,就可無(wú)限延長(zhǎng)轉(zhuǎn)子的行程長(zhǎng)度,。
在國(guó)際上,,直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)研究發(fā)展迅猛,許多發(fā)達(dá)國(guó)家及大公司都投入了很大的精力從事研究,,并進(jìn)行應(yīng)用產(chǎn)品開(kāi)發(fā),。已有直線電動(dòng)機(jī)的系列產(chǎn)品,并應(yīng)用于相應(yīng)開(kāi)平機(jī)組,,走向了市場(chǎng),。
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