一男应、伺服技術(shù)

　　伺服系統(tǒng)是機(jī)電產(chǎn)品中的重要環(huán)節(jié)，其控制性能反映了機(jī)電設(shè)備的控制質(zhì)量。伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了由液壓到電氣些惑，電氣伺服又經(jīng)歷了由模擬到模擬?數(shù)字混合再到全數(shù)字化伺服的演進(jìn)過程。伺服系統(tǒng)根據(jù)所驅(qū)動的電機(jī)對象杰趾，又分為直流(DC)伺服系統(tǒng)和交流(AC)伺服系統(tǒng)鲸锻。到90年代初期，隨著微處理技術(shù)稀销、高性能半導(dǎo)體功率器件等制造工藝的發(fā)展及性價(jià)比的日益提高鸡捉，交流伺服技術(shù)逐漸成為主導(dǎo)產(chǎn)品。

　　交流伺服系統(tǒng)按其驅(qū)動電動機(jī)的類型栗绝，主要有兩大類：交流永磁同步(SM型)電動機(jī)伺服系統(tǒng)和交流感應(yīng)式異步(IM型)電動機(jī)伺服系統(tǒng)伤主。感應(yīng)式異步電動機(jī)伺服系統(tǒng)由于感應(yīng)式異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、制造容易癣彩、價(jià)格低廉玫氢，具有良好的發(fā)展前景，是未來伺服技術(shù)的發(fā)展方向之一谜诫。

　　隨著市場競爭的日趨激烈漾峡，用戶對所需產(chǎn)品提出了更高的技術(shù)和更合理的性能價(jià)格比的要求攻旦。交流伺服系統(tǒng)以其出色的性能完成了對產(chǎn)品的加工過程、加工工藝和綜合性能的改造生逸，在工業(yè)領(lǐng)域中得到了日益廣泛的應(yīng)用牢屋。

　　二、技術(shù)進(jìn)步造就效率和節(jié)省

　　自2003年槽袄，時(shí)光科技有限公司推出了全數(shù)字交流異步伺服控制器系列產(chǎn)品烙无，并成功應(yīng)用到機(jī)床、油田機(jī)械遍尺、電梯截酷、塑料機(jī)械行業(yè)，為客戶贏取了顯著經(jīng)濟(jì)效益乾戏。

　　在產(chǎn)品的推廣過程中迂苛，我們深切體會到，企業(yè)效益升級的本源來自于其自身產(chǎn)品技術(shù)含量的提升鼓择。時(shí)光公司產(chǎn)品具有交流化甘虑、數(shù)字化、集成化和智能化的技術(shù)內(nèi)涵的讯，為用戶產(chǎn)品提高了技術(shù)含量匪笨，并充分提高了客戶產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、系統(tǒng)傳動效率和原材料使用效率某现，帶來了對產(chǎn)品安裝匙桦、調(diào)試、維護(hù)的節(jié)省奠钾，以及最終用戶能耗成本支出的節(jié)省嘉栽。

　　三、數(shù)控機(jī)床主軸改造案例

　　(一)改造要點(diǎn)

　　CYNC-500P機(jī)床(采用西門子802C數(shù)控單元)是兩坐標(biāo)(縱向Z浮两、橫向X)連續(xù)控制臥式數(shù)控機(jī)床损螃，能自動完成內(nèi)外圓表面、圓錐面俩食、圓弧面筹聂、端面、多種螺紋(公英制螺紋菊碟、錐螺紋节芥、端面螺紋)、鉆逆害、鉸头镊、鏜孔等車削加工。

　　改造要點(diǎn)：主軸驅(qū)動采用本公司11KW伺服控制器驅(qū)動11KW電機(jī)魄幕，取消變速箱相艇，保留一級皮帶傳動颖杏。原設(shè)計(jì)是機(jī)械變速3檔6級 / 變頻調(diào)速3檔無級，改造后的主軸為伺服主軸坛芽，實(shí)現(xiàn)無級變速(不必每次機(jī)床上電時(shí)留储，必須在MDA方式下用S代碼輸入確定主軸檔位，手動方式下的轉(zhuǎn)速才能以參數(shù)設(shè)定的數(shù)值轉(zhuǎn)動)咙轩，實(shí)現(xiàn)恒線速切削获讳，可以長時(shí)間高、低速運(yùn)行活喊，主軸可以定位丐膝。

　　(二)系統(tǒng)選型及配置

　　1. 伺服控制器

　　2. 主軸電機(jī)

　　3. 碼盤： LF-102.4-BM-C05D

　　4. 皮帶輪：110mm/245mm 減速比：2.2273

　　5. 皮帶：1600*4*2

　　6. 制動電阻： RXHG-1100W 50Ω

　　(三)改造方案

　　機(jī)床數(shù)控單元為西門子802C，主軸驅(qū)動為連續(xù)直流電壓(0～10V和－10V～＋10V可變)乐肿，精度相當(dāng)于12位D/A輸出珠技。伺服控制按脈沖列和模擬量兩種輸入方式實(shí)施：

　　方案一：脈沖列方式

　　·原理：將NC側(cè)的模擬量輸出信號(－10V～＋10V)通過F/V轉(zhuǎn)換單元(輸出頻率0～250KHZ)轉(zhuǎn)換為脈沖列信號后經(jīng)過控制器內(nèi)部運(yùn)算骑失，轉(zhuǎn)化為頻率進(jìn)行速度控制软雹。

　　·接線方式：按照控制器單脈沖列方式接線。

　　·試驗(yàn)結(jié)果：運(yùn)行狀況比較理想荞扒，考慮到此方法需要外接電路丙煞，而用模擬量直接連接更加簡潔，如果可以達(dá)到精度要求窟蝌，選擇模擬量控制為佳钢陨。

　　方案二：模擬量方式

　　·原理：將+10V和-10V信號分開，接口板經(jīng)過改造后锉潜，模擬量接口為0～－10V和0～＋10V分別對應(yīng)相應(yīng)地址材圈，精度由原來的準(zhǔn)十位提高到十一位。

　　·接線方式：只需引入模擬量信號和相應(yīng)I/O信號即可摹色。

　　·試驗(yàn)結(jié)果：實(shí)現(xiàn)正向6～2500rpm三稿、反向4～2500rpm平穩(wěn)調(diào)速，可達(dá)到定位沛慢、恒線速度加工的要求赡若。

　　分析比較

　　方案一、二經(jīng)試驗(yàn)證明均為可行方案：方案二連接簡單团甲、控制方便逾冬；但由于本控制器A/D精度為11位，如果不能達(dá)到客戶要求躺苦、可選用方案一(需要外加轉(zhuǎn)換模塊)

　　(四)結(jié)論

　　1. 伺服主軸與機(jī)械變速主軸身腻、變頻變速主軸相比在調(diào)速范圍、速度精度匹厘、定位功能嘀趟、機(jī)械結(jié)構(gòu)的簡化方面具有較明顯的優(yōu)勢雕沉。

　　2. 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡化，節(jié)省了金屬材料去件。

　　3. 操作簡化坡椒，降低了機(jī)械故障率及維修成本。

　　4. 控制范圍增大尤溜，控制精度提高倔叼，控制電機(jī)效率提高。

　　5. 提高了機(jī)床的加工精度和生產(chǎn)效率篇惧。

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