摘 要:现代科技越来越发达,信息技术在社会各行各业得到应用,我国的工业实现自动化智能化操控,机械工业的伺服电机控制技术也朝着数字化发展,数控系统得到进一步完善。本文将对我国机械工业领域的伺服电机控制技术进行探究分析,促使数控技术得到全面发展,提升我国的机械工业的生产效率,以此提高我国的科技与经济竞争实力,做好充分的准备迎接世界挑战。
关键词:机电技术;伺服控制技术;发展前景
伺服控制系统是大数据下机械工业的创新技术,这个控制系统包括了机械内置驱动、电动机、运行控制系统还有保护系统等,促使步进电机转向直流发展,而直流电机与数控系统、信息技术融合互补,伺服控制系统又从直流转向交流。实现现代自动化、智能化操控。工业机械的硬件服务控制系统的升级促进工业生产加工技术的精细化发展,让软件伺服控制系统的运行性能得到提升,让系统内的处理器也实现数字化升级,数控系统的计算性能更加精进,缩短工业生产的数据校准时间,提升机械生产效率,促进企业经济效益的提升,下文将对伺服控制系统进行全面分析。
1 伺服控制系统的内涵
伺服系统是现代化工业使用的一种自动控制系统,能够随着机械生产制作流程的动态情况,对机械进行全面控制,记录被控对象的连续性变化状态,如有异常及时反馈到显示系统中。伺服控制系统的自动化控制原理是因为其内部包含了各种先进的控制器和传感器等,让受控体能够得到有效控制,常用于净度要求较高的工业制造业中。目前工业生产中常用的伺服系统会根据执行元件分为两种,一种是电气伺服系统,电气系统操作较为便捷,具有安全可靠的优势;而另一种是电液伺服系统,由马达为伺服系统的驱动提供动力,这类系统能够快速判断反应机械的控制指令,而且刚性好,输出速度平稳,但是因为系统中马达的因素,会产生比较大的噪音,而且马达振动会导致供油系统内部出现漏油的情况。接下来将对电气伺服系统的不同类型进行分析研究,看看其有何优势能够满足现代化工业高精度的生产要求。
1.1 开环伺服系统
开环伺服系统是电气伺服系统的基础,因为开环系统结构比较简单,在进行设备调试与维护方面比较便捷,系统内部没有加入物体运动记录反馈的回路,工作性质较为稳定,而且机械成本较低,不用加装检测反馈装置。如果机械生产运动流程出现错误,开环sit的电动机装置会产生脉冲指令,自动化修正工作生产中的错误,及时将错误的生产信息反馈到控制中心,让控制技术人员能够及时修复。开环伺服系统的驱动主要靠步进电动机,电动机的步距角精度和机械的传动精度,都会对开环系统的精度造成影响,所以对于精度和速度要求较低的生产设备,一般的都会使用步进电动机较为方便快捷。
1.2 半闭环伺服系统
半闭环伺服系统的精度较高,应用范围较为广泛。半闭环伺服系统中包含无刷旋转变压器,还有用于测量速度的发电机两个部分组成。无刷转变压器内部装载了较为先进的脉冲编码器,不容易受到外部干扰,让机械传动能够得到精准控制。能够给系统进行机械传动的机制。在我国工业生产的数控机床中,为了达到产品的高度要求,一般都会使用半闭环伺服系统,通过内部的数控装置误差补偿和间隙补偿功能,提高机械转动装置生产加工的精度。
1.3 全闭环伺服系统
全闭环伺服系统的结构装置较为复杂,系统安装和调试较为麻烦。全闭环伺服系统包括了伺服驱动放大器,机械传动装置以及直线位移测量装置,还有直流和交流两种电动机等,依靠复杂高端的驱动部件,能够准确地检测机床运动生产部件的移动量,反馈正常的移动数据,如有异常会及时调整修正。在对机床生产部件进行测量时,会自动形成一个精度较高的全闭环控制位置系统,确保移动部件的测量精度与灵敏度更高,让机械的生产加工精度也得到全面提升。但是由于全闭环伺服系统的机械传动装置不太稳定,装置内部摩擦阻尼和刚度会影响整体的运行效率。
2 伺服电机控制技术的应用
2.1 控制精准度
在信息数字化技术的改良下,伺服电机控制技术也朝着数字化控制转型,机械生产数据更加全面化、细节化,控制交流伺服的控制精准度更高,产品的质量得到有效保障。
2.2 在低频特性的应用
步进电机正常运转会出现较为严重的低频振动状态,出现低频振动的情况是受到电机系统内部负载情况与振动频率,以及驱动器性能的影响,步进电机一般都是处于低速运转状态,为了提高步进电机的运转稳定性,就会使用交流伺服电机技术,利用其内自带的共振抑制作用,有效补充机械刚性不足的情况,降低共振情况的产生,从而改善电机的低频振动问题。
2.3 过载能力
因为步进电机没有过载性能,而交流伺服电机具备较高的速度过载能力和转矩过载能力,因此现代工业机械中都应用交流伺服电机,能够有效地客服机械启动运作时产生的惯性力矩。但是实际操作使用中,力矩浪费的情况较为严重,还需进一步改进电机力矩。
2.4 伺服电机控制方法
伺服控制系统的数控化模式,通过系统内部的模拟量输入和脉冲频率等技术,能够严格控制伺服电机的转动速度和角度,提升系统定位的精度,尤其是在光纤设备等材质较为敏感,对受力要求苛刻的安装收卷施工中,保护好光纤内部的信号传输材质。
3 伺服电机控制技术的发展前景
3.1 与信息技术充分融合,实现精准数控
信息技术促进工业的创新改革,我国工业生产的伺服控制系统已经逐渐普及,在机械生产实际操作中发挥着重要的作用。控制系统的智能化、自动化发展让数据更加高效精准,让我国的工业机械生产技术得到实质性的提升。在伺服控制系统与信息技术的融合发展趋势下,数控加工技术得到全面升级改造,提高计算机的智能化数字整合技术,对机械设备的操作生产进行全面的运行监测,让人工操作能够按照规范标准进行加工,降低生产失误,减少生产工人与大型机械的接触,保证工人的人身安全,降低机械制造的风险。
3.2 降低生产成本
因为环境破坏日益严重,各类资源都面临着严重紧缺的状态,而工业机械生产需要消耗大量的资源,为了缓解环境资源压力,提高工业机械生产的实际效益,在计算机IT编程软件的操控下,伺服控制系统不断创新升级。与传统的人工操控相比,伺服控制系统的交流电机无刷结构的体积较小,机械转速快,耗损低,精准度高,降低维修保养成本,减少不必要的原材料浪费,更加符合工业生产的精细化要求。
3.3 无线信息化发展
伺服控制系统的驱动控制器是借助了IT技术精度优势,让机械功率得到放大,给人类带来不一样的视觉效果。现代的高像素摄像机也是在伺服控制系统的基础下得到升级优化的产物,分辨率更高,能够让人更加直观的感受高科技产物带来的实际震撼。国内科研人员也在积极探索构建完整的伺服控制系统,有望将智能WIFI的无线通信功能加入到伺服控制系统中,实现控制系统的无线化监控,出现某些运行问题通过WIFI的实际定位功能,让厂家能够及时诊断系统问题,在最短的时间内完整修复处理。
在网络无线信号连接的实际应用中,伺服控制系统的精准效率更高,通过互联网的全局监控反馈,监控人员只需要及时响应处理待解决的问题,建立起高效的数控系统,灵活调整管理机械生产操作流程,让生产流水线更加规范,生产工序保持井然有序的运作。
4 结束语
在行业竞争激烈的时代中,工业机械与计算机充分融合发展,进行全面转型。机械生产的伺服控制系统得到全面推广,交流伺服电机应用到社会各大领域,发挥着精准控制的作用。得益于现代高科技水平的发展,伺服电机控制技术要满足不断更新优化的行业需求,保持精益求精的态度,让系统朝着数控智能化不断精进,推动我国的工业机械生产实力实现质的飞跃。
参考文献:
[1]孙斌.伺服电机的应用及技术控制研究[J].自动化应用,2017(8):280-282.
[2]吴恩明.万能材料试验机中交流伺服电机控制技术的思考[J].通讯世界,2018(2):33-37.
[3]王辉,昝涛,刘智豪等.基于LabVIEW 和MPScope 的多轴伺服电机控制系统开发与应用[J].制造业自动化,2018(6):125-126.