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直线进给轴伺服驱动技术及其控制模式

直线进给轴伺服驱动技术及其控制模式

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  • 发布时间:2022-05-13 14:29
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【摘要】:从数控机床诞生到现在,其进给驱动技术经历了三个阶段:步进电机驱动的进给轴伺服系统、闭环直流伺服系统和目前广泛使用的交流伺服系统。

直线进给轴伺服驱动技术及其控制模式

【概要描述】从数控机床诞生到现在,其进给驱动技术经历了三个阶段:步进电机驱动的进给轴伺服系统、闭环直流伺服系统和目前广泛使用的交流伺服系统。

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  从数控机床诞生到现在,其进给驱动技术经历了三个阶段:步进电机驱动的进给轴伺服系统、闭环直流伺服系统和目前广泛使用的交流伺服系统。 尽管进给驱动技术不断发展和变化,但其基本传动方式始终是“旋转电机+滚珠丝杠”模式,刀具、工作台等被控对象的运动轨迹为直线形式。直线运动只能通过机械转换的中间环节间接获得,这就带来了一系列问题。

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  首先中间转换环节降低了传动系统的刚性,特别是细长滚珠丝杠是刚性的弱环节; 启动和制动初始阶段的能量消耗在克服中间连杆的弹性变形上,弹性变形也是数控机床机械共振的来源。 其次中间环节增加了运动的惯性,使系统的速度和位移响应减慢,由于制造精度的限制,不可避免地存在间隙死区和摩擦。 使非线性六角形掌、野、雪和低尘喜鹊系统得到哪些信息? 随着大功率半导体技术和计算机技术的发展,控制器件和控制原理不断更新和完善,特别是PWM调制技术的广泛应用,三环结构(位置环、速度环和电流环)位置伺服系统的控制理论和技术日趋成熟,实现快速、准确的定位已达到较高水平。

  然而随着高速、高速精密加工技术的飞速发展,对数控机床的进给驱动系统提出了更高的要求。 传统驱动方式所能达到的进给速度远远不能满足高速切削的要求。

  为了适应现代加工技术发展需要,采用进给轴伺服直接驱动工作台,而不是采用“旋转电机+滚珠丝杠”的方式,因此消除中间变换环节的直线进给轴伺服新技术应运而生。 首先介绍了直线进给伺服驱动技术及其应用现状,利用直线交流伺服电机实现了直线进给伺服驱动。 伺服电机可以看作是以旋转电机的定子沿径向方向延伸,并将圆周扩展成直线作为初级,并使用导电金属板代替转子作为次级,构成线性电机。 嵌入三相绕组制成动子,动子与机床移动台连接,第二级作为定子固定在机床导轨上,两者之间留有1mm左右的气隙。 目前数控机床上使用的直线电机主要有感应直线交流伺服电机和永磁直线交流伺服电机。 感应式直线交流伺服电机一般采用SPWM变频供电,采用二次磁场定向矢量变换控制技术,可快速准确地控制运动位置、速度、推力等参数。

  由于感应型线性伺服电机的一次铁芯长度有限,纵向端部打开和闭合,并且在两个纵向边缘处形成端部效应,使得三相绕组之间的互感不相等,导致电机运行不对称。 消除这种不对称性有三种方法:同时使用三个相同的电机,通过交叉串联连接绕组来获得对称的三相电流;对于三个电机不能同时使用的情况,可以通过增加磁极数量来减少相位之间的差异;在铁心端外安装补偿线圈

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