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交流伺服已占據了機床進給伺服的主導地位


交流伺服已占據了機床進給伺服的主導地位

  近年來,隨著高能低價永磁體的開發和性能的不斷提高,使得采用永磁同步調速電動機的交流同步伺服系統的性能日益突出,為解決交流異步伺服存在的問題帶來了希望。與采用矢量控制的異步伺服相比,永磁同步電動機轉子溫度低,軸向連接位置精度高,要求的冷卻條件不高,對機床環境的溫度影響小,容易達到極小的低限速度。

  即使在低限速度下,也可作恒轉矩運行,特別適合強力切削加工。同時其轉矩密度高,轉動慣量小,動態響應特性好,特別適合高生產率運行。較容易達到很高的調速比,允許同一機床主軸具有多種加工能力,既可以加工像鋁一樣的低硬度材料,也可以加工很硬很脆的合金,為機床進行最優切削創造了條件。

  目前,在機床進給伺服中采用的主要是永磁同步交流伺服系統,有三種類型:模擬形式、數字形式和軟件形式。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。

  數字伺服可實現一機多用,如做速度、力矩、位置控制。可接收模擬指令和脈沖指令,各種參數均以數字方式設定,穩定性好。具有較豐富的自診斷、報警功能。

  軟件伺服是基于微處理器的全數字伺服系統。其將各種控制方式和不同規格、功率的伺服電機的監控程序以軟件實現。使用時可由用戶設定代碼與相關的數據即自動進入工作狀態。配有數字接口,改變工作方式、更換電動機規格時,只需重設代碼即可,故也稱萬能伺服。

  交流伺服已占據了機床進給伺服的主導地位,并隨著新技術的發展而不斷完善,具體體現在三個方面。

  一是系統功率驅動裝置中的電力電子器件不斷向高頻化方向發展,智能化功率模塊得到普及與應用;二是基于微處理器嵌入式平臺技術的成熟,將促進先進控制算法的應用;三是網絡化制造模式的推廣及現場總線技術的成熟,將使基于網絡的伺服控制成為可能。

  圍繞伺服系統動態特性與靜態特性的提高,近年來發展了多種伺服驅動技術。美萊克公司供應的MOONS集成式步進伺服電機TSM系列,創新性地將伺服控制技術融入步進電機之中,革命性地創造出具有全新優異性能表現的一體化運動控制終端。尤其TSM系列是集成式步進伺服電機第三代產品,集成式電機、一體化終端;智能型、內藏運動控制器;總線控制,多軸網絡通訊;加強型電機、長壽命設計;高效率、高精度、高響應;低振動、低噪音、低發熱等優異特性。

  由此可以預見隨著超高速切削、超精密加工、網絡制造等先進制造技術的發展,具有網絡接口的全數字伺服系統、直線電動機及高速電主軸等將成為數控機床行業的關注的熱點,并成為伺服系統的發展方向。

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