伺服驱动技术在数控机床的运用.pdfVIP

www.PLC 伺服驱动技术在数控机床的运用 伺服驱动技术作为数控机床、工业机器人及其它产业机械控制的关键技术之 20 10 ( 一，在国内外普遍受到关注。在 世纪最后 年间，微处理器特别是数字信 号处理器——DSP)技术、电力电子技术、网络技术、控制技术的发展为伺服驱 20 80 动技术的进一步发展奠定了良好的基础。如果说 世纪 年代是交流伺服驱 20 90 动技术取代直流伺服驱动技术的话，那么， 世纪 年代则是伺服驱动系统实 10 现全数字化、智能化、网络化的 年。这一点在一些工业发达国家尤为明显。 二、国外现状与发展趋势 无人化、规模化生产对加工设备提出了高速度、高精度、高效率的要求，交 ( ) 流伺服系统具有高响应、免维护 无碳刷、换向器等磨损元部件 、高可靠性等特 点，正好适应了这一需求。例如，日本FANUC 公司、三菱电机公司、安川电机 公司、德国Siemens 公司、AEG 公司、力士乐Indramat 公司、美国A.B 公司、 GE 公司等均先后在1984年前后将交流伺服系统付诸实用。国内的交流伺服驱 20 80 动技术起步较晚，到 世纪 年代末才有产品问世。如冶金部自动化研究院 华腾公司的ACS 系列、扬州5308 厂引进Siemens 公司的610 系列，这些产品 采用大功率晶体管模块(GTR)，属于模拟伺服，但从技术上填补了国内空白。 20 90 DSP 进入 世纪 年代，微电子制造工艺的日臻完善，使得 运算速度呈 几何数上升，达到了伺服环路高速实时控制的要求，一些运动控制芯片制造商还 www.91HMI.com www.PLC ( A/D / PWM 将电机控制所必需的外围电路 如 转换器、位置速度检测倍频计数器、 ) DSP 100µs 发生器等 与 内核集成于一体，使得伺服控制回路采样时间达到 以 内，由单一芯片实现自动加、减速控制，电子齿轮同步控制，位置、速度、电流 三环的数字化补偿控制。一些新的控制算法如速度前馈、加速度前馈、低通滤波、 凹陷滤波等得以实现。另一方面，电力电子技术的发展，使得伺服系统主电路功 2 5kHz 1 20kHz 1GBT( 率元件的开关频率由 ～ 提升到 ～ ， 绝缘栅门双极性晶体 ) IPM( ) 管及 智能型功率模块均是这一时代的产物，从而提高了系统的平稳性，降 低了系统的噪音。以上两个方面不仅是交流伺服实现数字化的基础，而且使得交