伺服系统的发展趋势

时间:2019-01-07 13:50:20 来源:会展新闻网 作者:匿名
  

作为数控机床的重要功能部件,伺服系统的特性一直是影响系统加工性能的重要指标。近年来,围绕伺服系统的动态和静态特性的改进,已经开发了各种伺服驱动技术。可以预见,随着超高速切削,超精密加工,网络制造等先进制造技术的发展,全数字伺服系统,直线电机和带网络接口的高速电主轴将成为热点。数控机床行业成为伺服系统。系统的发展方向。

(1)交换

伺服技术将继续迅速从直流伺服系统转移到交流伺服系统。从目前的国际市场情况看,几乎所有新产品都是交流伺服系统。在工业化国家,交流伺服电机的市场份额已超过80%。中国有越来越多的交流伺服电机制造商,它们正在逐步超越生产直流伺服电机的制造商。可以预见,在不久的将来,除了一些微电机领域,交流伺服电机将完全取代直流伺服电机。

(2)完全数字化

带有新型高速微处理器和专用数字信号处理器(DSP)的伺服控制单元将完全取代基于模拟电子的伺服控制单元,从而实现全数字伺服系统。全数字化的实现将原有的硬件伺服控制转化为软件伺服控制,实现了先进的算法(如最优控制,人工智能,模糊控制,神经网络等),将现代控制理论应用于伺服系统。成为可能。

(3)采用新的电力电子半导体器件

目前,伺服控制系统的输出装置大多采用具有高开关频率的新型功率半导体器件,主要包括高功率晶体管(GTR),功率FET(MOSFET)和绝缘栅晶体管(IGBT)。这些先进设备的应用大大降低了伺服单元输出回路的功耗,提高了系统的响应速度,并降低了运行噪音。特别是,最新的伺服控制系统已经开始使用一种新型模块,该模块将控制电路功能与称为智能功率模块(IPM)的高功率电子开关设备集成在一起。该器件将输入隔离,能量制动,过温,过压,过流保护和故障诊断集成到一个小模块中。其输入逻辑电平与TTL信号完全兼容,并直接与微处理器的输出接口。其应用大大简化了伺服单元的设计,实现了伺服系统的小型化和小型化。(4)高度集成

新的伺服系统产品改变了将伺服系统分为两个模块的做法:速度伺服单元和位置伺服单元,并用一个高度集成的多功能控制单元代替。同一控制单元可以通过软件设置系统参数来改变其性能。它可以使用由电机本身配置的传感器形成半闭环调节系统,并可通过与外部位置或速度或扭矩传感器的接口形成高精度全闭环。调整系统。高集成度还显着减小了整个控制系统的尺寸,简化了伺服系统的安装和调试。

(5)智能化

智能化是目前所有工业控制设备中的流行趋势,伺服驱动系统也不例外,是一种先进的工业控制设备。最新的数字伺服控制单元通常设计为智能产品,其智能特性包括:1具有参数记忆功能。系统的所有操作参数均可由软件通过人机对话设置,存储在伺服单元中,通过通讯接口,这些参数甚至可以在运行过程中由主机修改,方便应用; 2具有故障自诊断功能。只要系统出现故障,就可以通过用户界面清楚地显示故障类型和故障原因,简化了维护和调试的复杂性; 3某些伺服系统也有参数自整定。特征。众所周知,闭环调节系统的参数设置是确保系统性能指标的重要环节,也需要大量的时间和精力。具有自整定功能的伺服单元可以自动设置系统参数,并通过多次试运行自动优化。对于使用伺服单元的用户来说,这是新伺服系统最吸引人的特性之一。

(6)模块化和网络化

在国外,工业自动化(工厂自动化,FA)工程技术在过去十年中得到了极大的发展,并呈现出良好的发展势头。为适应这一趋势,最新的伺服系统配备标准串行通信接口(如RS-232C或RS-422接口)和专用LAN接口。这些接口的设置显着增强了伺服单元和其他控制设备之间的互连能力。因此,与CNC系统的连接也很简单。只能使用一根电缆或电缆连接几个甚至几十个伺服单元。作为整个CNC系统连接到主机。它还可以通过串行接口连接到可编程控制器(PLC)的CNC模块。

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