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1、综述REVIEW文章编号:1672-0121(2007)06-0010-04电机调速与伺服驱动技术在压力机行业中的应用郑建明,赵升吨,尚万峰(西安交通大学机械工程学院,陕西西安710049)摘要:随着微电子技术、控制技术和计算机技术的飞速进步,各种电机调速与伺服控制技术获得了突飞猛进的发展,并在装备制造行业中得到了广泛的应用。本文分析了传统机械式压力机在现代塑性成形生产领域中存在的问题,介绍了伺服压力机的特点与发展现状,对交流和开关磁阻电机调速与伺服系统在压力机行业的应用进行了总结,指出我国伺服电
2、机的发展水平是制约伺服压力机发展的瓶颈,加大高性能、大功率、低成本伺服电机的研制对促进我国伺服压力机发展具有重要意义。关键词:机械制造;伺服驱动技术;压力机;发展;综述中图分类号:TG385文献标识码:A1前言业技术水平的发展起到了重要的促进作用。但是,与金属板材成形设备广泛应用于汽车、航空航天、金属切削设备相比,压力机械的伺服化、数字化的开电子、通信及家用电器领域板壳零件的生产,品种和发进程落后了数十年。10年前,在美、日、欧等工业数量繁多,其中以机械式压力机应用最为普遍。随着发达国家兴起了交流
3、伺服电动机直接驱动压力机的制造业朝着生产规模化、产品个性化的方向发展,产研究与开发,这种伺服压力机与上述传统机械压力品型号变化加快,生产批量相对变小,多种型号共线机相比具有结构简单、产品质量高、滑块运动柔性生产、覆盖件大型化一体化的趋势日益明显,要求压好、降噪节能显著等优点,被誉为第三代压力机[4]。目力机不仅能够高速度、高精度、大负载的运转,而且前,这类压力机已在日本进入了普及期,随着其在汽应具有更大的柔性,能迅速、方便地改变输出运动规车零件,电子零件等高精度、难成形零件加工领域中律[1]。传统
4、的机械压力机板料冲压时由于工作模式固的应用和其优良的节能性,已经显示出了其他压力定、运动特性单一、工艺适用性差,无法满足不同材机所无法比拟的优越性,已成为世界冲压技术及装料、不同冲压工艺对压力机滑块工作曲线柔性可调备发展的主要潮流。的要求[2]。特别是近年来,快速发展的粉末成形、难成形材料成形、复杂形状零件成形、复合成形以及高精2伺服驱动技术与伺服压力机的发展度成形对压力机的工作性能提出了更严格的要求,2.1[3][5]伺服驱动技术迫切需要开发新一代柔性机械压力机。电气伺服系统根据所驱动的电机类型
5、可分为直自上世纪六、七十年代以来,电力电子技术、微流(DC)伺服系统和交流(AC)伺服系统。上世纪50电子技术、控制技术和计算机技术的飞速进步,各种年代,无刷电机和直流电机实现了产品化,并在计算电机调速与伺服控制技术获得了突飞猛进的发展,机外围设备和机械设备上获得了广泛应用,70年代经历了从步进伺服系统到直流伺服系统,进而到交更是直流伺服电机应用最为广泛的时代。但是,直流流伺服系统的发展历程。近年来,又出现了开关磁阻伺服驱动技术受电机本身缺陷的影响,其发展受到电机伺服驱动技术。伺服驱动系统的应用几
6、乎遍及了限制,直流伺服电机存在机械结构复杂、维护工作社会的各个领域[3],尤其是在制造业中应用最广,各量大等缺点,在运行过程中转子容易发热,影响了与种机床运动部件的速度控制、运动轨迹控制、位置控其连接的其他机械设备的精度,难以应用到高速及制等,都是利用各种伺服系统控制来实现的。可以说大容量的场合,机械换向器则成为直流伺服驱动技电机调速与伺服控制技术的发展,对我国装备制造术发展的瓶颈。交流伺服电机克服了直流伺服电机存在的电刷、换向器等机械部件所带来的各种缺点,特别是交流伺服电机的过负荷特性和低惯性更
7、体现收稿日期:2007-09-08出交流伺服系统的优越性。所以,交流伺服系统在工10CMET锻压装备与制造技术2007年第6期REVIEW综述业自动化领域得到了广泛的应用。从20世纪70年TRUMPF和NIXOORFDARADORN公司、日本的代后期到80年代初期,随着微处理器技术、大功率AIDA和NISSHINBO公司以及瑞士的RASKIN公高性能半导体功率器件技术和电机永磁材料制造工司等都对交流伺服压力机进行了研究。Tokuz建立艺的发展及其性能价格比的日益提高,交流伺服电了交流伺服电机驱动四
8、杆机构的系统模型;R.F.机和交流伺服控制系统逐渐成为主导产品。交流伺Fung和K.W.Chen通过对压力机的运动学和动力学服驱动技术已成为工业领域实现自动化的基础技术分析,研究了交流伺服电机—曲柄滑块机构的动态之一,并将逐渐取代直流伺服系统。模型;Yan和Chen提出一种由交流伺服电机驱动的交流伺服系统按其所采用的驱动电动机的类型变转速曲柄滑块冲床,对于不同的冲压加工,冲床可来分主要有两大类:永磁同步(SM型)电动机交流伺提供不同的输入转速E日本会田(AIDA)和小松(KO-服系
