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1、电机控制技术发展前景（一）电机控制技术的发展推动加工技术的高速高精化。80 年代以来，数控系统逐渐应用伺服电机作为驱动器件。交流、电 机内是无刷结构，几乎不需维修，体积相对较小，有利于转速和 功率的提高。目前交流、系统已在很大范围内取代了直流、系统。 在当代数控系统中，交流取代直流伺服、软件控制取代硬件控制 成为了伺服技术的发展趋势。由此产生了应用在数控机床的伺服 进给和主轴装置上的交流数字驱动系统。随着微处理器和全数字 化交流 伺服系统的发展，数控系统的计算速度大大提高，采样 时间大大减少。硬件伺服控制变为软件伺服控制后，大大地提高 了伺服系统的性能。例如 OSP-U10/U100 网络式数
2、控系统的控制 环就是一种高性能的控制网，它对进行自律控制的各个装置和部 件实现了分散配置，网络连接，进一步发挥了它对机床的控制能力和通信速度。这些技术的发展，使系统性能改善、可靠性提高、调试方便、柔性增强，大大推动了高精高速加工技术的发展。另外，先进传感器检测技术的发展也极大地提高了交流电动 机调速系统的动态响应性能和定位精度。交流电机调速系统一般 选用无刷旋转变压器、混合型的光电编码器和绝对值编码器作为 位置、速度传感器，其传感器具有小于1“S的响应时间。电动机本身也在向高速方向发展，与上述高速编码器配合实现了60m/min 甚至 100m/min 的快速进给和 1g 的加速度。为保证高速时
3、电动机旋转更加平滑，改进了电动机的磁路设计，并配合高速数字软件，可保证电动机即使在小于1 “ m转动时也显得平滑而无爬行。（二）交流直线电机直接驱动进给技术已趋成熟。数控机床 的进给驱动有“旋转伺服电机精密高速滚珠丝杠”和“直线 电机直接驱动” 两种类型。传统的滚珠丝杠工艺成熟加工精度 较高，实现高速化的成本相对较低，所以目前应用广泛。使用滚， 珠丝杠驱动的高速加工机床最大移动速度90m/min,加速度15g。但滚珠丝杠是机械传动，机械元件间存在弹性变形、摩擦 和反向间隙，相应会造成运动滞后和非线性误差，所以再进一步 提高滚珠丝杠副移动速度和加速度比较难了。 90 年代以来，高 速高精的大型加工机床中，应用直线电机直接驱动进给驱动方 式。它比滚珠丝杠驱动具有刚度更高、速度范围更宽、加速特性 更好、运动惯量更小、动态响应性能更佳，运行更平稳、位置精度更高等优点。且直线电机直接驱动，不需中间机械传动，减小 了机械磨损与传动误差，减少了维护工作。直线电机直接驱动与 滚珠丝杠传动相比，其速度提高 30 倍，加速度提高 10 倍，最大 达10g，刚度提高7倍，最高响应频率达100Hz,还有较大的发 展余地。当前，在高速高精加工机床领域中，两种驱动方式还会 并存相当长一段时间,但从发展趋势来看,直线电机驱动所占的 比重会愈来愈大。种种迹象表明,直线电机驱动在高速高精加工
电机控制技术发展
