西安數(shù)控切割機(jī)國內(nèi)交流伺服的研究現(xiàn)狀
1.西安數(shù)控切割機(jī)交流伺服系統(tǒng)包括基于異步電動(dòng)機(jī)的交流伺服系統(tǒng)和基于同步電動(dòng)機(jī)的交流伺服系統(tǒng)。目前機(jī)床主要采用的是永磁同步交流伺服系統(tǒng)。在交流伺服研究領(lǐng)域日本、美國和歐洲的研究一直走1在世界前列。日本的安川公司在20世紀(jì)80年代中期研制成功世界上第一臺(tái)交流伺服驅(qū)動(dòng)器。隨后FANUC、三菱、松下等公司先后推出各自的交流伺服系統(tǒng)，國外的這些產(chǎn)品大多是基于異步電動(dòng)的。國內(nèi)在基于異步電機(jī)交流伺服系統(tǒng)的研究比較晚，到目前為止還沒有產(chǎn)品問世。國內(nèi)很多學(xué)者把研究的重點(diǎn)放在永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)上。我國的華中科技大學(xué)、北京機(jī)床研究所、西安微電動(dòng)機(jī)研究所、中科院沈陽自動(dòng)化研究所、蘭州電動(dòng)機(jī)廠等單位開始研究并推出交流伺服系統(tǒng)。
2.西安數(shù)控切割機(jī)交流伺服的信號(hào)和數(shù)控系統(tǒng)接口有三種模式也是它經(jīng)歷的三個(gè)階段。以國內(nèi)來說，廣州數(shù)控的DA98屬于第一代也是劃時(shí)代的一種伺服驅(qū)動(dòng)器，它是國內(nèi)第一臺(tái)全數(shù)字式交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置。它接受方向命令脈沖。第二代是以埃斯頓為代表的EDB系列，它不僅能夠接受脈沖命令信號(hào)還能接受速度控制或是轉(zhuǎn)矩控制的模擬量的輸入。第三代是網(wǎng)絡(luò)化交流伺服系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)化伺服系統(tǒng)是工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)和全數(shù)字化交流伺服的有機(jī)結(jié)合，全數(shù)字化交流伺服技術(shù)，可以使用戶根據(jù)負(fù)載狀況調(diào)整參數(shù)，也省去了一些模擬回路所產(chǎn)生的漂移等不穩(wěn)定因素。采用基于現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，將微處理器和現(xiàn)場總線接口置入全數(shù)字型交流電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，形成智能型獨(dú)立的全數(shù)字伺服控制單元，將其直接連接到工業(yè)現(xiàn)場總線上，就形成了新型的基于現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)控制統(tǒng)。減少了硬件數(shù)量和連線各智能單元結(jié)構(gòu)上獨(dú)立自主，可與外界以及相互間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，而且可以加掛其它現(xiàn)場控制設(shè)備，易于擴(kuò)展。到目前為止網(wǎng)絡(luò)化交流伺服器在國內(nèi)還沒有成熟產(chǎn)品。北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所開發(fā)設(shè)計(jì)了一種基于DSP+FPGA+ASIPM的網(wǎng)絡(luò)化交流伺服控制系統(tǒng)原理樣機(jī)已在三維雕刻機(jī)上得到了初步的驗(yàn)證。
3.目前的伺服器驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部大多采用高速DSP處理器推進(jìn)了各種先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制算法在新型驅(qū)動(dòng)器上的使用。在硬件結(jié)構(gòu)上各大伺服系統(tǒng)供應(yīng)商大多采用DSP+CPLD(FPGA)結(jié)構(gòu)，由于DSP和CPLD(FPGA)的可重復(fù)編程性，可以實(shí)現(xiàn)交流伺服系統(tǒng)的模塊化可重構(gòu)。只要為系統(tǒng)配置相應(yīng)不同的軟件(包括控制算法)就可以控制和驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)、永磁同步伺服電機(jī)、無刷直流電機(jī)而通過對(duì)FPGA的重新配置還可以驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)和三相感應(yīng)式高壓步進(jìn)電機(jī)。這就為數(shù)控機(jī)床的升級(jí)以及革新留下了很多的空間。
4.數(shù)控切割機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)分為交流伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，目前國產(chǎn)運(yùn)用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)比較廣泛,而伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在大型數(shù)控切割機(jī)上的應(yīng)用成上升趨勢其驅(qū)動(dòng)特性表明伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在切割在切割機(jī)上的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛起來!
5.結(jié)束語
現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是朝著精密化和高速化方向發(fā)展。作為數(shù)控機(jī)床主要組成部分的伺服系統(tǒng),越來越多的選擇停留在交流伺服上面,它具有其他幾種伺服系統(tǒng)無可比擬的優(yōu)勢。隨著交流伺服技術(shù)的發(fā)展,交流伺服系統(tǒng)將逐漸地全面取代直流伺服系統(tǒng)。
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