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交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位


交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位

  近年来,随着高能低价永磁体的开发和性能的不断提高,使得采用永磁同步调速电动机的交流同步伺服系统的性能日益突出,为解决交流异步伺服存在的问题带来了希望。与采用矢量控制的异步伺服相比,永磁同步电动机转子温度低,轴向连接位置精度高,要求的冷却条件不高,对机床环境的温度影响小,容易达到极小的低限速度。

  即使在低限速度下,也可作恒转矩运行,特别适合强力切削加工。同时其转矩密度高,转动惯量小,动态响应特性好,特别适合高生产率运行。较容易达到很高的调速比,允许同一机床主轴具有多种加工能力,既可以加工像铝一样的低硬度材料,也可以加工很硬很脆的合金,为机床进行最优切削创造了条件。

  目前,在机床进给伺服中采用的主要是永磁同步交流伺服系统,有三种类型:模拟形式、数字形式和软件形式。模拟伺服用途单一,只接收模拟信号,位置控制通常由上位机实现。

  数字伺服可实现一机多用,如做速度、力矩、位置控制。可接收模拟指令和脉冲指令,各种参数均以数字方式设定,稳定性好。具有较丰富的自诊断、报警功能。

  软件伺服是基于微处理器的全数字伺服系统。其将各种控制方式和不同规格、功率的伺服电机的监控程序以软件实现。使用时可由用户设定代码与相关的数据即自动进入工作状态。配有数字接口,改变工作方式、更换电动机规格时,只需重设代码即可,故也称万能伺服。

  交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位,并随着新技术的发展而不断完善,具体体现在三个方面。

  一是系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展,智能化功率模块得到普及与应用;二是基于微处理器嵌入式平台技术的成熟,将促进先进控制算法的应用;三是网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟,将使基于网络的伺服控制成为可能。

  围绕伺服系统动态特性与静态特性的提高,近年来发展了多种伺服驱动技术。美莱克公司供应的MOONS集成式步进伺服电机TSM系列,创新性地将伺服控制技术融入步进电机之中,革命性地创造出具有全新优异性能表现的一体化运动控制终端。尤其TSM系列是集成式步进伺服电机第三代产品,集成式电机、一体化终端;智能型、内藏运动控制器;总线控制,多轴网络通讯;加强型电机、长寿命设计;高效率、高精度、高响应;低振动、低噪音、低发热等优异特性。

  由此可以预见随着超高速切削、超精密加工、网络制造等先进制造技术的发展,具有网络接口的全数字伺服系统、直线电动机及高速电主轴等将成为数控机床行业的关注的热点,并成为伺服系统的发展方向。

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