派克伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理

派克伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理在伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在機(jī)床行業(yè)，數(shù)控加工行業(yè)。文章簡(jiǎn)要介紹新一代伺服發(fā)展的方向，并詳細(xì)論述新一代伺服產(chǎn)品特點(diǎn)，提出了新一代伺服產(chǎn)品由于受到廣泛的應(yīng)用其功能特點(diǎn)必然會(huì)。

派克伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理同時(shí)介紹天津羅升企業(yè)有限公司所推廣的智能伺服驅(qū)動(dòng)器ELMO與精密直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)橫河DD馬達(dá)。 關(guān)鍵字：伺服 羅升 橫河DD ELMO 智能 前言 近幾年，國內(nèi)的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，國外的先進(jìn)技術(shù)迅速得到引入和普及化地推廣，其中作為驅(qū)動(dòng)方面的重要代表產(chǎn)品的伺服已被廣大用戶所接受，在機(jī)器革新中起到了至關(guān)重要的作用。

派克伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理精準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)效果和智能化的運(yùn)動(dòng)控制通過伺服產(chǎn)品可以完美的實(shí)現(xiàn)機(jī)器的高效自動(dòng)化，這兩方面也成為伺服發(fā)展的重要指標(biāo)。 伺服系統(tǒng)介紹伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)是數(shù)控技術(shù)的重要組成部分。

伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理與數(shù)控裝置相配合，伺服系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性直接影響機(jī)床的位移速度，定位精度和加工精度?，F(xiàn)在，直流伺服系統(tǒng)被交流數(shù)字伺服系統(tǒng)所取代；伺服電機(jī)的位置，速度及電流環(huán)都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化；并采用了新的控制理論，實(shí)現(xiàn)了不受機(jī)械負(fù)荷變動(dòng)影響的高速響應(yīng)系統(tǒng)（圖1）。

圖1 半閉環(huán)伺服控制 其主要新發(fā)展的技術(shù)有： a．前饋控制技術(shù)。過去的伺服系統(tǒng)，是把檢測(cè)器信號(hào)與位置指令的差值乘以位置環(huán)增益作為速度指令。

伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理在這種控制方式總是存在著跟蹤滯后誤差，這使得在加工拐角及圓弧時(shí)加工精度惡化。所謂前饋控制，就是在原來的控制系統(tǒng)上加上速度指令的控制方式，這樣使伺服系統(tǒng)的跟蹤滯后誤差大大減小。

b．機(jī)械靜止摩擦的非線性控制技術(shù)。伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理對(duì)于一些具有較大靜止摩擦的數(shù)控機(jī)床，新型數(shù)字伺服系統(tǒng)具有補(bǔ)償機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)靜摩擦的非線性控制功能。

c．伺服系統(tǒng)的位置環(huán)和速度環(huán)（包括電流環(huán)）均采用軟件控制，如數(shù)字調(diào)解和矢量控制等。伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理為適應(yīng)不同類型的機(jī)床，不同精度和不同速度要術(shù)，預(yù)先調(diào)整加、減速性能。

d．采用高分辨的位置檢測(cè)裝置。如高分辨率的脈沖編碼器，內(nèi)有微處理器組成的細(xì)分電路，伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理使得分辨率大大提高，增量位置檢測(cè)為10000 p/r（脈沖數(shù)/每轉(zhuǎn)）以上；絕對(duì)位置檢測(cè)為1000000 p/r以上。

e． 補(bǔ)償技術(shù)得到了發(fā)展和應(yīng)用?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)都具有補(bǔ)償功能，伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理可以對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行多種補(bǔ)償，如絲杠螺距誤差補(bǔ)償，齒側(cè)間隙補(bǔ)償、軸向運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償、空間誤差補(bǔ)償和熱變形補(bǔ)償?shù)取?/P>

2 新一代精準(zhǔn)伺服產(chǎn)品所謂精準(zhǔn)，是指通過伺服驅(qū)動(dòng)后所達(dá)到執(zhí)行效果和目標(biāo)設(shè)定的一致程度高，控制精密性好。伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理要達(dá)成這樣的結(jié)果需要在執(zhí)行裝置（電機(jī)）和驅(qū)動(dòng)裝置（驅(qū)動(dòng)器）上做到針對(duì)性地設(shè)計(jì)和制造。

派克伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理在日本橫河公司的DDM產(chǎn)品是具有這樣特性的非常典型的產(chǎn)品。以下就3個(gè)方面對(duì)DD馬達(dá)進(jìn)行介紹 圖2 DD馬達(dá)與伺服 減速機(jī)構(gòu)架比較首先，間隙誤差被消除。

派克伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理在普通的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由于有減速機(jī)、聯(lián)軸器、齒輪、皮帶或絲杠等中間環(huán)節(jié)，間隙誤差是肯定無法避免的，尤其是對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)所造成的機(jī)械磨損更是無法補(bǔ)償。DD馬達(dá)恰恰能很好的解決以上的問題，由于DD直接驅(qū)動(dòng)的安裝方式（圖2），誤差被減為最少；而且它的伺服特性也可以隨時(shí)修正誤差，達(dá)到最理想的控制精度。

其次，高解析度和高定位精度。DYNASERV DD馬達(dá)選配的編碼器分辨率很高，DM1B-045的解析度為655,360PPR（DM-A系列 達(dá)到4096000PPR），電器控制精度高，伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理已經(jīng)超過普通伺服的控制精度1個(gè)數(shù)量級(jí)。

伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理由于制作相當(dāng)精密，最終的精度控制一般可以達(dá)到2秒以內(nèi)。第三，高剛性，結(jié)構(gòu)緊湊，使用效率高。

DD 馬達(dá)的剛性很強(qiáng)，與負(fù)載結(jié)合后特性很硬，伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理對(duì)于其驅(qū)動(dòng)器要求更高。最新型的DYNASERV驅(qū)動(dòng)器可以提供在線增益調(diào)試和共振濾波。

美國PARKER派克主驅(qū)動(dòng)器：主驅(qū)動(dòng)器主要采用閉環(huán)控制方式，大多會(huì)使用同步或異步電機(jī)。實(shí)際應(yīng)用包括車機(jī)、銑床和磨床以及加工中心所使用的配套電機(jī)（kit motor）或主電機(jī)（housed motor）。帶主電機(jī)的傳統(tǒng)主軸驅(qū)動(dòng)器是一種廣泛使用的主驅(qū)動(dòng)器，多數(shù)采用空氣冷卻。如果考慮到間接或派生成本，這種方式較電機(jī)主軸系統(tǒng)的成本會(huì)低一些。

　　另一方面，在主軸中加入齒輪箱可以將角速度和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化到機(jī)加工任務(wù)中，但是反過來，齒輪箱會(huì)產(chǎn)生多余的徑向力、帶來噪聲并增加磨損。

　　同時(shí)，使用配套電機(jī)（帶有集成主軸）的主驅(qū)動(dòng)器在技術(shù)上日臻成熟。由于可以不使用齒輪箱和離合器，這些驅(qū)動(dòng)器能夠在不受剪力的情況下進(jìn)行繞心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；而由于可以長(zhǎng)時(shí)期平滑運(yùn)行且受到的磨損極小，這些驅(qū)動(dòng)器得以脫穎而出，尤其是在進(jìn)行高性能機(jī)加工時(shí)。

　　目前，產(chǎn)生更高力矩需要的成本依然很高，因?yàn)檫@意味著必須在機(jī)軸中集成行星齒輪或選擇更大功率的電機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)定期檢修和維修，將監(jiān)視傳感器集成到主軸上以便獲得測(cè)量數(shù)據(jù)將成為一種標(biāo)準(zhǔn)。而利用油、空氣或乙二醇進(jìn)行冷卻也依然必不可少。

　　進(jìn)給驅(qū)動(dòng)器：進(jìn)給驅(qū)動(dòng)技術(shù)的選擇主要集中在機(jī)電或液壓系統(tǒng)之間。為了進(jìn)行正確的抉擇，有必要仔細(xì)考慮兩系統(tǒng)所特有的優(yōu)缺點(diǎn)。在機(jī)電式進(jìn)給驅(qū)動(dòng)器中，裝配滾珠絲杠的伺服電機(jī)目前處于主導(dǎo)地位，它能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)。在這里，同步主電機(jī)成為首選，因?yàn)樗鼈兡軌驖M足進(jìn)給驅(qū)動(dòng)器較主驅(qū)動(dòng)器對(duì)定位、同步操作以及動(dòng)力學(xué)等方面提出的更高要求。

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　　由于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)具有很高的靜態(tài)剛度，因而適用于多種應(yīng)用場(chǎng)合，而且也一直被人們視為傳統(tǒng)選擇。但是它有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是易磨損。根據(jù)安裝條件和所需力矩強(qiáng)度的不同，伺服電機(jī)可以直接或間接（例如通過同步傳動(dòng)帶）連接到主軸。雖然直線電機(jī)原理早在19世紀(jì)就已經(jīng)面世，但是該技術(shù)直到90年代初才得以進(jìn)入機(jī)床工具應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)時(shí)，Rexroth公司裝配了第一臺(tái)帶有直線電機(jī)的串勵(lì)電機(jī)。這種驅(qū)動(dòng)器具有抗磨損、高剛度以及良好動(dòng)態(tài)性能等優(yōu)點(diǎn)，可以獲得令人滿意的卓越品質(zhì)。這意味著，與帶有間接位置檢測(cè)系統(tǒng)的滾珠絲杠裝配相比，這種驅(qū)動(dòng)器在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)可以保證系統(tǒng)具有更高精度的無故障操作。