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搖臂鉆床伺服系統(tǒng)的研究狀況

日期：2009年11月04　來源：沈陽第一機(jī)床廠　關(guān)鍵字：搖臂鉆床
    1．國內(nèi)交流伺服系統(tǒng)的研究狀況
    我國的研究人員經(jīng)過多年的努力，目前在交流伺服技術(shù)上取得了不少成果并已進(jìn)入吐際應(yīng)用。例如，西安微電動(dòng)機(jī)研究所開；發(fā)并排山了ST系列永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)和與之酐套的伺服放大9S，其額定轉(zhuǎn)矩范圍為卜50N•m，額定轉(zhuǎn)速范圍為1 000•—6 000r／min，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)值為3％，現(xiàn)已成功應(yīng)用于數(shù)控磨床。再如，沈陽工業(yè)人學(xué)特種電動(dòng)機(jī)研究所和水溪市微型電動(dòng)機(jī)／共同研制開發(fā)了—‘種高性能永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)與大連組合機(jī)床研究所開發(fā)的交流伺服控制裝置配套，現(xiàn)已通過了工、眶運(yùn)行試驗(yàn)。該系統(tǒng)搖臂鉆床的主要技術(shù)指標(biāo)為：快速響應(yīng)小于20m／s，調(diào)迪范圍為20 000：I，在0．1r／min時(shí)，系統(tǒng)無爬行現(xiàn)象．運(yùn)行平穩(wěn)。系統(tǒng)的綜合技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了，f木Fanuc公司20世紀(jì)80年十《末同類產(chǎn)品的水平，除此之外，冶金部自動(dòng)化研究院、華中理工人學(xué)等單位也對(duì)文流伺服系統(tǒng)的研究做了人量的工作井取得了不少成果。    
    與此同時(shí)，為了適應(yīng)和滿足國內(nèi)劉交流伺服系統(tǒng)的巨大需求，我國也j[始著手建立自己的交流伺服系統(tǒng)生產(chǎn)；基地。例如，四川東風(fēng)電動(dòng)機(jī)廠就在自己所研制的全數(shù)字文流搖臂鉆床伺服系統(tǒng)通過國家鑒定后，在政府有關(guān)部門的支持下成立了專門的數(shù)字驅(qū)動(dòng)公司，其伺服系統(tǒng)的調(diào)連范圍為10000：I，鋤‘泛地應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、上業(yè)機(jī)器人、軍事裝備，以及紡織、印刷等丁業(yè)生產(chǎn)線。由于得到了足夠的投資支持，該公司有望形成12 000套交流伺服系統(tǒng)和4 500套±軸系統(tǒng)的批量生產(chǎn)能力。還有江蘇曙光電子儀器／在引進(jìn)德國Simens公叫的交流伺服系紐生產(chǎn)線后，形成了年產(chǎn)交流伺服系統(tǒng)1 000臺(tái)套的生產(chǎn)能力，其二期丁程完成后，叢產(chǎn)規(guī)模町望達(dá)到年產(chǎn)4000臺(tái)會(huì)。
    2．國外交流伺服系統(tǒng)的研究狀況
    在日前的交流伺服系統(tǒng)十，永磁交流伺服系統(tǒng)以其優(yōu)異的性能成為電氣驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的-料優(yōu)選方案并得到了極為廣泛的研究和應(yīng)用：而相同輸出轉(zhuǎn)矩的鼠籠形異步電動(dòng)機(jī)!-~Tk磁同步電動(dòng)機(jī)相比，其效率較低、體積大，轉(zhuǎn)子也有較明顯的損耗和發(fā)熱，且需提供兒功利磁電流，也就要求更高搖臂鉆床，所以，  目前鼠籠形異步交流伺服系統(tǒng)還只是主要用于機(jī)床主軸的伺服驅(qū)動(dòng)。
    根據(jù)有關(guān)資料顯示，目前永磁文流伺服系統(tǒng)達(dá)到的技術(shù)水平如F：
    ●功率：普遍使用的額定功率一般在60kW以卜，然而根據(jù)用戶的實(shí)際需要，也有功率大至448kW的永磁交流電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品提供。
    ●轉(zhuǎn)矩：額定轉(zhuǎn)爾一般在20N•m以巳但是特殊設(shè)計(jì)用于直接驅(qū)動(dòng)的水磁交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩刊達(dá)2000N•m。 t轉(zhuǎn)速：由于受位置傳感器跟蹤速度及成本的制約，永磁交流伺服搖臂鉆床電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速一般在10000r／min以F，如Indramat公司的MAC71C的額定轉(zhuǎn)速為6000r／min。
    ●調(diào)速比：調(diào)速比一般在10 000：1以下，但是采用低速轉(zhuǎn)矩抑制措施的數(shù)字式交流伺 服系統(tǒng)可得到100000：l以上的調(diào)速比‘t定位精度：伺服系統(tǒng)的定位精度‘般取決于位置傳感器的分辨率，采用12b分辨率的位置傳感器叫，定位精度叮達(dá)到5．27，，重復(fù)定位精度為1，。在直接驅(qū)動(dòng)的水磁交 流伺服系統(tǒng)巾定位精度可達(dá)到30”’，加速度：1如于永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩／慣性比大，因而具有較大的加搖臂鉆床速度，—般最 人加速度叫達(dá)600000r／s2。KoUmorgen公司的工業(yè)驅(qū)動(dòng)分部是美國最大的同刊也是技術(shù)景先進(jìn)的伺服系統(tǒng)生產(chǎn)廠，在美國占有最大的市場(chǎng)份額。其推出的數(shù)字交流伺服放大器／<扛置擰制鼎BDS5具有代表意義‘BDS5采用16b／s微處理器，√；但具有優(yōu)良的掖制性能，而且具有對(duì)高級(jí)決策的支持能力。
    此外，BDS5還具有“電子齒轉(zhuǎn)箱”的功能，其主、從電動(dòng)機(jī)的速度比為32767：1～]：32767。BDS5標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)(位置分辨串為12b)能提供0．00005r／min的速度分辨率(最小速度)和最大8 000r／min的轉(zhuǎn)速，而且支持更高位置分辨率(14b、16b)的選擇，其相應(yīng)的交流伺服電動(dòng)機(jī)規(guī)格有50余種，額定功率范圍為0．29~15．7kW，額定轉(zhuǎn)矩范圍為0．84～111，2N•m，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)搖臂鉆床速為700~7 500ffmin，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量力0．000 303~-0．123 564kN•m‘，系統(tǒng)延仃溫度范圍為o‘C‘-45~C，相對(duì)濕度范圍為10％~-•90％。
    BDS5系統(tǒng)在其他方面的特點(diǎn)如下：
    ●支持高級(jí)語言編程。其命令語言類似于BASIC，因此編程方便。提供的BDS5通信軟件包MOTIONLINK為用尸在BDS5與PC機(jī)之刊建立了一個(gè)智能通信聯(lián)系渠道。只有完整的錯(cuò)誤診斷集。當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，BDS5將給㈩所出錯(cuò)誤的英文信息，即使在掉電的情況下也能記錄最近的10個(gè)錯(cuò)誤。
    ●支持?jǐn)?shù)字通信。BDS5的串行搖臂鉆床通信為系統(tǒng)提供一條與其他常用上廠自動(dòng)化裝置的強(qiáng)人連接。這些自動(dòng)化裝置包括PLC、過程控制計(jì)算機(jī)和智能終端，其通信接口在RS--232 和RS--422／RS--485十選擇。

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