Η ιστορία ανάπτυξης του σερβοκινητήρα

Nov 15, 2023 Αφήστε ένα μήνυμα

Από τότε που το υποκατάστημα Indramat της REXROTH, η γερμανική εταιρεία REXROTH της Mannesmann, παρουσίασε επίσημα τον σερβοκινητήρα και σύστημα οδήγησης μόνιμου μαγνήτη ανταλλαγής Mac στην εμπορική έκθεση του Ανόβερου το 1978, γεγονός που σηματοδοτεί ότι αυτή η νέα γενιά τεχνολογίας σερβομηχανισμού επικοινωνίας έχει εισέλθει σε ένα πρακτικό στάδιο. Από τα μέσα έως τα τέλη της δεκαετίας του 1980, οι εταιρείες είχαν μια πλήρη σειρά προϊόντων. Ολόκληρη η αγορά σερβο συσκευών έχει μετατοπιστεί στο σύστημα επικοινωνίας. Τα πρώιμα συστήματα προσομοίωσης έχουν ανεπαρκείς πτυχές, όπως μηδενική μετατόπιση, αντιπαρεμβολή, αξιοπιστία, ακρίβεια και ευελιξία. Δεν μπορούν να ανταποκριθούν πλήρως στις απαιτήσεις του ελέγχου της άσκησης. Τα τελευταία χρόνια, με την εφαρμογή μικροεπεξεργαστών, νέοι επεξεργαστές ψηφιακού σήματος (DSP), εμφανίζεται ένα ψηφιακό σύστημα ελέγχου και το τμήμα ελέγχου μπορεί να εκτελεστεί πλήρως από το λογισμικό, το οποίο ονομάζεται σερβοσύστημα DC και ο τριφασικός μόνιμος μαγνήτης Σερβο σύστημα AC.


Τα περισσότερα από τα ηλεκτρικά σερβο συστήματα υψηλής απόδοσης χρησιμοποιούν σύγχρονους σερβοκινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος μόνιμου μαγνήτη και ο οδηγός χρησιμοποιεί ως επί το πλείστον ένα γρήγορο και ακριβές σερβο σύστημα πλήρους ψηφιακού εντοπισμού θέσης. Τυπικοί κατασκευαστές όπως η Siemens, η Γερμανία, η Corchor Morgan και η Panasonic στην Ιαπωνία και το Anchuan.


Οι μικροί σερβοκινητήρες και οι ηλεκτροκινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος που κυκλοφόρησαν από την Yaskawa Electric Manufacturing Co., Ltd. στην Ιαπωνία, μεταξύ των οποίων η σειρά D είναι κατάλληλη για εργαλειομηχανές CNC (η μέγιστη ταχύτητα είναι 100{{8 }}r/min, η ροπή είναι 0,25~2,8Nm) και η σειρά R είναι κατάλληλη για ρομπότ (η μέγιστη ταχύτητα είναι 3000r/min και η ροπή είναι 0,016~0,16Nm). Αργότερα, κυκλοφόρησαν έξι σειρές: M, F, S, H, C και G. Στη δεκαετία του '90 του 20ού αιώνα, η νέα σειρά D και η σειρά R κυκλοφόρησαν διαδοχικά. Από την παλιά σειρά ορθογώνιων κυμάτων, ελέγχου μικροελεγκτή 8051 έως κίνησης ημιτονοειδούς κύματος, 80C, 154 CPU και ελέγχου τσιπ συστοιχίας πύλης, η διακύμανση της ροπής μειώνεται από 24% σε 7%, και η αξιοπιστία βελτιώνεται. Με αυτόν τον τρόπο, χρειάστηκαν μόνο λίγα χρόνια για να διαμορφωθεί ένα σχετικά πλήρες σύστημα οκτώ σειρών (εύρος ισχύος 0,05~6 kW), το οποίο ανταποκρίνεται στις διαφορετικές ανάγκες μηχανημάτων εργασίας, μηχανισμών χειρισμού, ρομπότ συγκόλλησης, ρομπότ συναρμολόγησης, ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, επεξεργασίας μηχανήματα, μηχανήματα εκτύπωσης, μηχανές περιέλιξης υψηλής ταχύτητας, μηχανές περιέλιξης κ.λπ.


Η Fanuc, η οποία είναι διάσημη για την παραγωγή συσκευών CNC εργαλειομηχανών, κυκλοφόρησε επίσης τους σερβοκινητήρες AC μόνιμου μαγνήτη της σειράς S (13 προδιαγραφές) και της σειράς L (5 προδιαγραφών) στα μέσα -1980. Η σειρά L έχει μικρότερη αδράνεια περιστροφής και μηχανική χρονική σταθερά, η οποία είναι κατάλληλη για το σερβο σύστημα θέσης που απαιτεί ιδιαίτερα γρήγορη απόκριση.
Άλλοι Ιάπωνες κατασκευαστές, όπως: Mitsubishi Electric (HC-KFS, HC-MFS, HC-SFS, HC-RFS, και σειρές HC-UFS), Toshiba Seiko (Σειρά SM), Dashu Iron Morlum (σειρά BL), Sanyo Electric (σειρά BL), Lishi Electric (σειρά S) και πολλοί άλλοι κατασκευαστές έχουν επίσης εισέλθει στις θέσεις ανταγωνισμού των σερβο συστημάτων μόνιμου μαγνήτη AC.


Ο σερβοκινητήρας AC σειράς MAC στο υποκατάστημα Inderamat της Rexroth Company (Rexroth) έχει 92 προδιαγραφές 7 αριθμών καθισμάτων μηχανής.
Ο σερβοκινητήρας AC τριφασικού μόνιμου μαγνήτη σειράς IFT5 της Siemens χωρίζεται σε τυπικούς τύπους και βραχείς τύπους, με συνολικά 98 προδιαγραφές 8 αριθμών καθισμάτων μηχανής. Σε σύγκριση με τη σειρά σερβοκινητήρων DC IHU της ίδιας σειράς ροπής εξόδου IHU, η σειρά σερβοκινητήρων AC λέγεται ότι είναι μόνο το 1/2 της τελευταίας. Ο οδηγός οδήγησης πλάτους παλμού υποστήριξης τρανζίστορ σειράς 6SC61, ο μέγιστος έλεγχος ηλεκτροκινητήρα 6 αξόνων.


Η γερμανική εταιρεία Bosch παράγει τη σειρά SD (17 προδιαγραφές) και τη σειρά SE (8 προδιαγραφές) μόνιμων μαγνητών σπάνιων γαιών (8 προδιαγραφές) της σειράς SE (8 προδιαγραφές).


Η Gettys, μια πολύ γνωστή αμερικανική εταιρεία παραγωγής σερβομηχανών, ήταν κάποτε τμήμα ελέγχου κίνησης της Gould Electronics Company για την παραγωγή του κινητήρα AC της σειράς M600 και των προγραμμάτων οδήγησης σερβομηχανημάτων της σειράς A600. Αργότερα συγχωνεύθηκε στην AEG, αποκατέστησε το όνομα Gettys και κυκλοφόρησε το πλήρες ψηφιακό σερβο σύστημα επικοινωνίας A700.


Η αμερικανική εταιρεία AB (ALLEN-BRADLEY) οδηγεί το τμήμα για την παραγωγή σερβοκινητήρων AC μόνιμου μαγνήτη 1326 φερρίτη και σερβοελεγκτές PWM 1391 AC. Ο κινητήρας περιλαμβάνει συνολικά 30 προδιαγραφές 3 αριθμών καθισμάτων μηχανής.


Η ID (Industrial Drives) είναι ο κλάδος βιομηχανικών προγραμμάτων οδήγησης της Kollmorgen, μιας γνωστής Αμερικανίδας, και έχει παράγει 41 σερβοκινητήρες χωρίς βούρτσες των BR-210, BR-310 και BR-510 . οδηγός. Από το 1989 λανσάρεται η νέα σειρά σχεδιασμού της Goldline. 40, 60 και 80 τύποι καθισμάτων μηχανής έχουν 42 προδιαγραφές το καθένα, εκ των οποίων όλα είναι κατασκευασμένα από υλικά μόνιμου μαγνήτη από βόριο ραβιόλι. Το εύρος ροπής είναι 0.84 - 111.2 N.m και το εύρος ισχύος είναι 0.{15}}.7 kW. Τα προγράμματα οδήγησης υποστήριξης περιλαμβάνουν BDS4 (προσομοίωση), BDS5 (ψηφιακό, έλεγχος θέσης) και Smart Drive (ψηφιακό), με μέγιστο συνεχές ρεύμα 55A. Η σειρά Goldline αντιπροσωπεύει το πιο πρόσφατο επίπεδο της σύγχρονης σερβοτεχνολογίας ανταλλαγής μόνιμου μαγνήτη.


Το Irish's Inland ήταν αρχικά υποκατάστημα της Kollmorgen σε μια ξένη χώρα. Τώρα έχει ενοποιηθεί στην AEG για την παραγωγή σερβοκινητήρων συνεχούς ρεύματος, κινητήρων ροπής συνεχούς ρεύματος και σερβοενισχυτές. Παράγονται οι τρεις προδιαγραφές των σερβοκινητήρων AC μόνιμου μαγνήτη BHT1100, 2200 και 3300 SMCO και οκτώ ελεγκτές.


Ο Γαλλικός Όμιλος Alsthom παράγει συνολικά 14 προδιαγραφές για τις σειρές LC (μακρύς) και GC (κοντός τύπος) της σειράς GC (κοντός τύπος) στο Παρίσι και παράγει τη μονάδα δίσκου της σειράς AXODYN.


Η αρχική Σοβιετική Ένωση ανέπτυξε δύο σειρές σερβοκινητήρων επικοινωνίας για εργαλειομηχανές CNC και σερβομηχανές ρομπότ. Μεταξύ αυτών, η σειρά BY χρησιμοποιεί μόνιμο μαγνήτη σιδήρου οξυγόνου. Υπάρχουν δύο καθίσματα μηχανής. Κάθε αριθμός καθίσματος μηχανής έχει 3 μήκη σιδερένιας καρδιάς. Το καθένα έχει δύο τύπους δεδομένων περιέλιξης, με συνολικά 12 προδιαγραφές. Το εύρος συνεχούς ροπής είναι 7-35Nm Η σειρά 2дBY χρησιμοποιεί μόνιμους μαγνήτες σπάνιων γαιών, 17 προδιαγραφές 6 αριθμών καθισμάτων μηχανής και το εύρος ροπής είναι 0.1 έως 170 N.m.


Τα τελευταία χρόνια, το πλήρες ψηφιακό σερβομηχανικό σύστημα AC της σειράς MINAS κυκλοφόρησε από την Panasonic, Ιαπωνία. Μεταξύ αυτών, ο σερβοκινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος μόνιμου μαγνήτη έχει τύπου μικρής αδράνειας σειράς MSMA, με ισχύ από {{0}}.03 ~ 5 kW, με συνολικά 18 προδιαγραφές. ο τύπος μεσαίας αδράνειας έχει τρία MDMA, MGMA και MFMA. Η σειρά, η ισχύς από 0,75 έως 4,5 kW, συνολικά 23 προδιαγραφές, το εύρος ισχύος της σειράς MHMA κινητήρων μεγάλης αδράνειας από 0.{10}}kW, υπάρχουν 7 προδιαγραφές.


Η εταιρεία Samsung της Νότιας Κορέας τα τελευταία χρόνια έχει αναπτύξει έναν πλήρως ψηφιακό μόνιμο μαγνήτη σερβοκινητήρα και σύστημα οδήγησης AC. Μεταξύ αυτών, η σειρά σερβοκινητήρων AC FAGA περιλαμβάνει CSM, CSMG, CSMD, CSMF, CSMS, CSMH, CSMX, CSMX και την ισχύ από 15W - 5kW Essence


Ο περιεκτικός δείκτης (Powerraate) χρησιμοποιείται συχνά ως ο παράγοντας ποιότητας του σερβοκινητήρα για τη μέτρηση της απόδοσης δυναμικής απόκρισης διαφόρων κινητήρων σερβιρίσματος AC DC και βηματικών κινητήρων. Ο ρυθμός αλλαγής ισχύος αντιπροσωπεύει τον λόγο της συνεχούς (ονομαστικής) ροπής προς την περιστροφή του κινητήρα και του ρότορα.


Σύμφωνα με το ρυθμό αλλαγής ισχύος, μπορεί να φανεί ότι οι τεχνικοί δείκτες του σερβοκινητήρα AC μόνιμου μαγνήτη είναι οι καλύτεροι στη σειρά Goldline του US ID και η σειρά IFT5 της Siemens στη Γερμανία είναι η δεύτερη.