近幾年，國內(nèi)的工業(yè)自動化領(lǐng)域呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的態(tài)勢，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)動方面的重要代表產(chǎn)品的伺服己被廣大用戶所接受，在機(jī)器革新中起到了至關(guān)重要的作用。精準(zhǔn)的驅(qū)動效果和智能化的運(yùn)動控制通過伺服產(chǎn)品可以完美的實現(xiàn)機(jī)器的離效自動化，這兩方面也成為伺服發(fā)展的重要指標(biāo)。
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。要達(dá)成這樣的結(jié)果需要在執(zhí)行裝E (電機(jī))和驅(qū)動裝I (驅(qū)動器)上做到針對性地設(shè)計和制造。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。
●間隙誤差被消除
普通的傳動機(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，尤其是對于長時間運(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)動的安裝方式(圖1)，誤差被減為最少;而且它的伺服特性也可以隨時修正誤差，達(dá)到最理想的控制精度。
●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，已經(jīng)超過普通伺服的控制精度1個數(shù)量級。由于制作相當(dāng)精密，最終的精度控制一般可以達(dá)到2s以內(nèi)。
●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,對于其驅(qū)動器要求更高。最新型的DYNASERV驅(qū)動器可以提供在線增益調(diào)試和共振濾波。馬達(dá)中空獨(dú)特設(shè)計不但減輕，了自身慣量,也給客戶提供了更多的安裝形式。組合后的機(jī)械結(jié)構(gòu)會更加緊湊，使用效率比較其他方式最高。DD馬達(dá)的相對轉(zhuǎn)速比較低，額定轉(zhuǎn)速基本在60~240r/min之間，但是這里的轉(zhuǎn)速是最終在轉(zhuǎn)臺上的轉(zhuǎn)速，相對比普通伺服+減速機(jī)的構(gòu)架，在最終轉(zhuǎn)速上也是非常有優(yōu)勢。在保持轉(zhuǎn)速的同時DO馬達(dá)保持了高的輸出扭矩,由于采用永磁定子，因此在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)橫河DD馬達(dá)的扭矩輸出曲線能夠保持平滑線性特性(圖2)。
所示橫河的GIII驅(qū)動器采用了I-PD控制方式，同樣帶寬的電流環(huán)，采用I-PD控制的GIII驅(qū)動器達(dá)到10Hz帶寬的位置環(huán)，與傳統(tǒng)的PID控制方式相比，減小了2.5倍的速度帶寬。這個特點決定了馬達(dá)的高剛性(位置帶寬)。
在應(yīng)用上，橫河DOM產(chǎn)品也是處于最先進(jìn)地位,涉及領(lǐng)域有不干膠印刷機(jī)行業(yè)、LCD 生產(chǎn)線、DVD/CVD生產(chǎn)設(shè)備、IC檢測設(shè)備、半導(dǎo)體制造設(shè)備、電子制造設(shè)備等產(chǎn)業(yè)機(jī)械的多個領(lǐng)域。
不干膠商標(biāo)印刷機(jī)采用平壓式結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要完成工藝:送紙，印刷(二次套印),壓凸,燙金,裁切或收卷，計數(shù)。印刷速度60-180次I分鐘。- -次印刷測定值<0.03,二次套印測定<0.035 (統(tǒng)計值)。DD馬達(dá)主要用于驅(qū)動輥的拖動，由控制原理圖4所示，1次印刷時單軸控制器。
SPC007控制DO馬達(dá)的行走長度和速度，印版上下印色:二次套印時，色標(biāo)傳感器掃描Mark點,通知SPC007以追Mark模式控制DO運(yùn)動，印版上下套色。行走距離和速度的設(shè)定可由上位指撥開關(guān)或人機(jī)界面來完成。比較舊型機(jī)種，節(jié)省了人力,尤其針對套色問題，完全是由控制器來完成。避免了機(jī)械誤差所造成經(jīng)常作機(jī)械調(diào)整的工作,大大提高了工作效率。并且維護(hù)簡單,設(shè)備安全性好。橫河D馬達(dá)最大的行業(yè)應(yīng)用是LCD、半導(dǎo)體關(guān)產(chǎn)業(yè)，圖5是在劃片機(jī)的應(yīng)用，圖6是在IC分揀機(jī)的應(yīng)用，同樣也用到了DD馬達(dá)的高精度，高剛性以及直接連接結(jié)構(gòu)簡單，精度壽命長便于維護(hù)等特點，目前在國內(nèi)有比較大的市場。
新一代智能伺服產(chǎn)品
智能化是指伺服產(chǎn)品可以做智能地驅(qū)動和控制。驅(qū)動器的驅(qū)動能力、控制效果、編程再開發(fā)性以及和上位控制系統(tǒng)信息通訊開放程度是衡量該驅(qū)動產(chǎn)品智能化的基本指標(biāo)。從模擬式的可控硅驅(qū)動電路搭接的簡易模塊到現(xiàn)在全數(shù)字式的交流驅(qū)動器，短短十幾年的時間驅(qū)動器的革新從未停下腳步。下面通過對以色列E 1mo驅(qū)動器的介紹讓國內(nèi)更多人熟悉世界上最先進(jìn)的發(fā)展方向。E1mo的驅(qū)動器在設(shè)計上強(qiáng)調(diào)“主動”的觀念，采用自主開發(fā)的芯片電路，使整個處理過程始終保持在平穩(wěn)的過渡中。對比傳統(tǒng)的RC“被動”的轉(zhuǎn)換方式，啟動和關(guān)斷時電流沖擊和損失將大大降低，可以實現(xiàn)非常低的EMI。E1mo所生產(chǎn)的各種驅(qū)動器(用MOSFET還是IGBT的驅(qū)動器)，均可實現(xiàn)快速有效的功率轉(zhuǎn)換，能耗損失不超過3%。在能量消耗方面E1mo公司提出了熱能管理的觀念，強(qiáng)調(diào)能耗低損失的同時，熱能也可以得到有效的釋放.其獨(dú)有的陶瓷貼裝的散熱技術(shù),可保證100%的熱導(dǎo)出。
為了快速，強(qiáng)有力的融合馬達(dá)和驅(qū)動器，E1mo公司推出了S1mp1IQ技術(shù)(圖7)，具有多種反饋選擇編程能力，和標(biāo)準(zhǔn)的信號監(jiān)測技術(shù)，優(yōu)良的運(yùn)動控制技術(shù)，簡化了控制過程，使機(jī)器在理想狀態(tài)下工作。E 1mo驅(qū)動器擁有獨(dú)特的高級位控制功能包括點到點運(yùn)動、PT(位重時間表)、 PVT (位f速度時間)、ECAM(電子凸輪)、位跟隨脈沖輸入、雙回路、快速事件捕捉、快速輸出比較L0C」、事件捕捉式中斷、事件觸發(fā)式編程等。同時在在高級濾波和增益預(yù)定模式下E1mo驅(qū)動器也是獨(dú)特設(shè)計，包括非工作狀態(tài)下的速度和電流增益設(shè)定、速度位置的PIP控制、自動整流調(diào)制、自動電機(jī)相位排序等。通訊方式支持RS-232、CANopen DS -301 ,DS-402。
E1mo的控制器Maestro是一款基于網(wǎng)絡(luò)的多軸運(yùn)動控制器和監(jiān)控器，通過它配合E Imo自己的智能型驅(qū)動器使用，可以完成許多復(fù)雜的多軸運(yùn)動控制。用Masetro和S im1eI0驅(qū)動器所構(gòu)建的運(yùn)動控制網(wǎng)絡(luò)是基于分布式運(yùn)動控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。同時支持同步運(yùn)動控制、順序運(yùn)動控制、多軸運(yùn)動記錄和分析工具、多軸應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)。通過直接訪問以太網(wǎng)完成各軸的調(diào)整、監(jiān)控和通常的分析。在航天、醫(yī)療、包裝等產(chǎn)業(yè)機(jī)械, E1mo驅(qū)動器由于其自身特點，也得到了廣泛的應(yīng)用。圖8中兩個E 1mo驅(qū)動器輔助反饋相連結(jié)，從軸跟隨主軸，完成ECAM功能，不需要控制器，就可以完成需要的運(yùn)動控制。圖9為繞線機(jī)的應(yīng)用，其中一臺跟隨編碼器，完成ECAM功能，另兩臺驅(qū)動器有-臺作為主，另一臺作為從，完成ECAM功能，因此在不需要控制器的情況下就可以完成繞線機(jī)的運(yùn)動控制。
結(jié)語
精準(zhǔn)的定位和智能控制今后還會向深入的方向發(fā)展，機(jī)電- -體化的結(jié)構(gòu)革命和驅(qū)動與控制的相互滲透在今后的幾年中將成為主導(dǎo)市場的新的趨勢。天津羅升企業(yè)有限公司也一直在致力于此發(fā)展方向,推進(jìn)國內(nèi)工業(yè)運(yùn)動控制先進(jìn)先進(jìn)產(chǎn)品引入與推廣，逐漸國內(nèi)也將會有部分產(chǎn)品(電機(jī)驅(qū)動方面)接近國際的先進(jìn)水平，在世界領(lǐng)域占有一-席之地。
