Développement du moteur servo vers une vitesse et une précision élevées
Le développement de la technologie de commande de servomoteur a favorisé la technologie de traitement à haute vitesse et haute précision. Depuis les années 1980, les systèmes à commande numérique ont progressivement utilisé des servomoteurs comme dispositifs d'entraînement. Le servo-moteur à courant alternatif a une structure sans balai, ne nécessite presque aucun entretien et a un volume relativement petit, ce qui est bénéfique pour l'amélioration de la vitesse de rotation et de la puissance.
À l'heure actuelle, le système d'asservissement en courant alternatif a largement remplacé le système d'asservissement en courant continu. Dans le système CNC contemporain, le servo AC au lieu du servo DC, le contrôle logiciel au lieu du contrôle matériel est devenu la tendance du développement de la technologie asservie. Il en résulte un système d'entraînement numérique à courant alternatif pour les dispositifs d'alimentation à servo et de broche pour les machines-outils à commande numérique. Avec le développement des microprocesseurs et des systèmes d'asservissement AC entièrement numériques, la vitesse de calcul des systèmes CNC est grandement améliorée et le temps d'échantillonnage est considérablement réduit. Une fois que la servocommande matérielle devient la servocommande logicielle, les performances du système asservi sont grandement améliorées. Par exemple, la boucle d'asservissement du système de commande numérique en réseau OSP-U10 / U100 est un réseau d'asservissement de haute performance, qui réalise la configuration répartie de divers dispositifs d'asservissement et composants pour une commande autonome. La connexion réseau joue également son rôle. dans la machine-outil. Fonctions de contrôle et vitesse de communication. Le développement de ces technologies a amélioré les performances du système d'asservissement, une fiabilité améliorée, un débogage pratique et une flexibilité accrue, ce qui a grandement favorisé le développement d'une technologie d'usinage de haute précision et à grande vitesse.
En outre, le développement d'une technologie de détection de capteur avancée a considérablement amélioré les performances de réponse dynamique et la précision de positionnement du système de contrôle de la vitesse du moteur à courant alternatif. Le système de contrôle de la vitesse du servo-moteur à courant alternatif utilise généralement un résolveur sans balai, un codeur photoélectrique hybride et un codeur absolu comme capteurs de position et de vitesse, et le capteur a un temps de réponse inférieur à 1 μs. Le servomoteur lui-même évolue également à grande vitesse. Avec le codeur à grande vitesse mentionné ci-dessus, une avance rapide de 60 m / min, voire de 100 m / min et une accélération de 1 g sont réalisées. Afin de garantir une rotation plus douce du moteur à haute vitesse, la conception du circuit magnétique du moteur a été améliorée et, avec le logiciel d'asservissement numérique haute vitesse, le moteur peut être lissé sans fluage, même lorsqu'il tourne moins de 1 µm.
La technologie d'asservissement à entraînement direct du servo-moteur linéaire AC a mûri. L'entraînement des machines-outils à commande numérique est de deux types: «vis à billes à grande vitesse de précision pour servomoteur rotatif» et «entraînement direct par moteur linéaire». Le processus traditionnel de vis à billes a une haute précision de traitement et le coût pour atteindre une vitesse élevée est relativement faible, il est donc largement utilisé à l'heure actuelle. La machine d'usinage à grande vitesse avec entraînement par vis à billes et à billes a une vitesse de déplacement maximale de 90 m / min et une accélération de 1,5 g. Cependant, la vis à billes est une transmission mécanique. Il existe des déformations élastiques, des frottements et des contrecoups entre les composants mécaniques, ce qui entraîne un décalage de mouvement et une erreur non linéaire. Par conséquent, il est plus difficile d'améliorer encore la vitesse de déplacement et l'accélération de la vis à billes. Depuis les années 1990, les moteurs linéaires sont utilisés pour entraîner directement les entraînements d’avance dans les machines-outils à grande vitesse et de grande précision. Il présente une rigidité supérieure, une plage de vitesse plus étendue, de meilleures caractéristiques d’accélération, une inertie de mouvement inférieure, de meilleures performances de réponse dynamique, un fonctionnement plus fluide et une précision de positionnement supérieure à celle de la vis à billes. Et comme le moteur linéaire est directement entraîné, aucune transmission mécanique intermédiaire n'est nécessaire, ce qui réduit l'usure mécanique et les erreurs de transmission, ainsi que les travaux de maintenance. Par rapport à l'entraînement par vis à billes, l'entraînement direct du moteur linéaire a une vitesse 30 fois supérieure, une accélération 10 fois, un maximum de 10 g, une rigidité multipliée par 7 et une fréquence de réponse maximale de 100 Hz. . Il reste encore de la place pour le développement. À l’heure actuelle, dans le domaine des machines-outils à grande vitesse et de haute précision, les deux méthodes d’entraînement vont coexister pendant longtemps, mais à partir de la tendance du développement, la proportion d’entraînements par moteur linéaire va devenir de plus en plus grande. Il semblerait que l'application de moteurs linéaires sur des machines-outils à grande vitesse et de haute précision soit entrée dans une période de croissance accélérée.
