伺服电机控制技术革新推动加工行业高速高精度发展

JC35导览：伺服电机控制技术的进步，助力加工行业迈向高速与高精度的新纪元。自80年代起，数控系统开始广泛采用伺服电机作为动力单元。交流伺服电机采用无刷设计，维护需求低，体积小巧，有效提升了转速与功率表现。

如今，交流伺服系统已广泛取代直流伺服系统。在当今的数控系统中，交流伺服取代直流伺服、软件控制替代硬件控制，成为伺服技术发展的新动向。这催生了适用于数控机床的伺服进给和主轴装置的交流数字驱动系统。皖南电机随着微处理器和全数字化交流伺服系统的进步，数控系统的计算速度大幅提升，采样时间显著缩短。硬件控制向软件控制的转变，显著提升了伺服系统的性能。以OSP-U10/U100网络式数控系统为例，其伺服控制环作为一种高性能控制网络，实现了对各个伺服装置和部件的分散配置和网络连接，进一步增强了机床控制能力和通信速度。这些技术的进步，显著提升了伺服系统的性能、可靠性、调试便捷性和柔性，极大地推动了高精高速加工技术的发展。

此外，先进传感器技术的发展，显著提升了交流电动机调速系统的动态响应性能和定位精度。安徽皖南电机交流伺服电机调速系统通常采用无刷旋转变压器、混合型光电编码器和绝对值编码器作为位置和速度传感器，其响应时间短于1微秒。伺服电动机本身也向高速化方向发展，与高速编码器配合，实现了60米/分钟甚至100米/分钟的快速进给和1g的加速度。通过优化电动机磁路设计和高速数字伺服软件，确保电动机即使在小于1微米的转动下也能保持平滑无爬行。

交流直线伺服电机直接驱动进给技术已日趋成熟。数控机床的进给驱动方式主要有“旋转伺服电机精密高速滚珠丝杠”和“直线电机直接驱动”两种。传统的滚珠丝杠工艺成熟，加工精度高，实现高速化的成本相对较低，因此应用广泛。采用滚珠丝杠的高速加工机床*大移动速度可达90米/分钟，加速度为1.5g。然而，滚珠丝杠作为机械传动，存在弹性变形、摩擦和反向间隙，导致运动滞后和非线性误差，限制了其移动速度和加速度的提升。自90年代以来，高速高精的大型加工机床开始采用直线电机直接驱动进给方式，相较于滚珠丝杠驱动，具有更高的刚度、更宽的速度范围、更优的加速特性、更小的运动惯量、更佳的动态响应性能、更平稳的运行和更高的位置精度。直线电机直接驱动无需中间机械传动，减少了机械磨损和传动误差，降低了维护工作量。与滚珠丝杠传动相比，直线电机驱动速度提升30倍，加速度提升10倍，*大可达10g，刚度提升7倍，*高响应频率达100Hz，发展潜力巨大。目前，在高速高精加工机床领域，两种驱动方式将并存一段时间，但直线电机驱动的比重预计将逐渐增大。种种迹象显示，直线电机驱动在高速高精加工机床领域的应用正步入快速增长阶段。皖南电机价格表