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3 驅(qū)動(dòng)裝置的反擊式粉碎機(jī)發(fā)展

FANUC的驅(qū)動(dòng)裝置主要由3部分組成：電源、板式輸送鏈放大器、控制。
電源主要把交流變?yōu)橹绷?，把泵升電壓送回電網(wǎng)或加以處理，在電源故障時(shí)冷礦篩進(jìn)行保護(hù)等功能。

早期開發(fā)的晶閘管伺服系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單，速度范圍能滿足一般數(shù)控機(jī)床的需要，由于晶閘管額定電流大，短時(shí)間過電流能力強(qiáng)，因此對(duì)大慣量直流伺服電機(jī)可以發(fā)揮過負(fù)荷、高速、高加減速的特點(diǎn)?？刂埔话悴捎靡葡嗫刂频姆椒ā＞чl管伺服系統(tǒng)的缺點(diǎn)是功率轉(zhuǎn)煤粉振動(dòng)篩換的頻率較低，只能是電網(wǎng)的頻率50Hz或者高達(dá)300Hz。因此，其伺服裝置低速電流波動(dòng)較大、調(diào)速范圍不大、快速響應(yīng)慢。

由于上述原因， 從技術(shù)上FANUC又推出了PWM(脈沖寬度調(diào)制YZS系列小型振動(dòng)電機(jī))控制的電路。比如，以固定的頻率調(diào)制直流電源電壓V0，當(dāng)方波的占空比△t/T0變化時(shí)，輸出平均電壓V1為：

V1=[△t/T0]V0 (3膠帶機(jī))

然這種電壓的波形也是脈動(dòng)的，但是由于調(diào)制的頻率可以達(dá)到很高，因此波形仍然可以很好。從上述原理看出，PW篩粉機(jī)M的特點(diǎn)可以使系統(tǒng)的快速性提得很高。如果采用晶體管，其動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間比可控硅快，但允許的電流較小，因此比較適合中、小功率的驅(qū)動(dòng)電路。

除了直流進(jìn)給電機(jī)外，F(xiàn)ANUC的交流電機(jī)也采用PWM控制。交流電機(jī)的控制，是通過交流、直流、交流的原石料破碎機(jī)理產(chǎn)生交流電壓去控制交流電機(jī)。首先電網(wǎng)的交流電壓經(jīng)過整流變成直流電壓，供電給逆變器，它把直流磁路，減小低速脈動(dòng)。這種電機(jī)非常適合數(shù)控車床和數(shù)控齒輪機(jī)床的應(yīng)用。除此以外，F(xiàn)ANUC還開發(fā)了與機(jī)床主軸直連的主軸電機(jī)，油冷主軸電機(jī)。為了簡(jiǎn)化變成交流；而逆變器是由PWM控制的，通過PWM電路，變化交流電壓的幅值，頻率低時(shí)，輸出電壓的幅值也低，頻率高時(shí)，由于采用PWM的控制，輸出電壓的幅值也高。這樣就達(dá)到變頻的同時(shí)也改變了電壓。不但進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用這個(gè)原理；而且交流主軸電機(jī)的調(diào)速也是如此。一般頻率為3kHz～10kHz。

伺服技術(shù)的發(fā)展與電力電子技術(shù)的發(fā)展有關(guān)，上世紀(jì)50年代初使用的功率電子器件為電子管、閘流管，體積大、壽命短、效率低；60年代之后，又相繼出現(xiàn)了晶閘管SCR(可控硅整流器)、功率晶體管GTR、功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET、絕緣柵三極管IGBT、智能功率模塊IPXZS系列旋轉(zhuǎn)篩M等。把功率放大、觸發(fā)控制、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電路集成在一起。這些器件的出現(xiàn)，大大提高了系統(tǒng)的控制性能及集成度、可靠性，從而縮小了尺寸，降低了成本。

4錘式打砂機(jī) 控制技術(shù)的發(fā)展

FANUC為了提高伺服裝置的性能和實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的功能，對(duì)控制技術(shù)不斷進(jìn)行改進(jìn)。其中最重要的控制功能為HRV控制。如圖2所示。FANUC的CNC采用交流伺服電機(jī)，實(shí)際流過繞組的電流為交流電流。這砂石生產(chǎn)線有二種方法可以進(jìn)行控制：(1)電流控制環(huán)和控制都為AC量；(2)通過坐標(biāo)變換電流變量為DC量進(jìn)行控制?，F(xiàn)在一般采用后者進(jìn)行控制。也稱矢量變換控制。矢量控制原理為：交流電機(jī)中，轉(zhuǎn)子由定子繞組感應(yīng)的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)；而定子電流含兩個(gè)成份，一個(gè)影響激磁磁場(chǎng)，另一個(gè)影響電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。這兩個(gè)電流成份在定子耦合在一起，為了使交流電機(jī)應(yīng)用在既需要速度又需要轉(zhuǎn)矩控制的場(chǎng)合，必須把影響轉(zhuǎn)矩的電流成份解耦控制，采用磁通向量控制法就可以分離這兩個(gè)成份， 并進(jìn)行獨(dú)立控制。HRV就是基于后者的控制。由于采用DC控制，它的控制特性不取決于電機(jī)的速度(即電流的頻率)，從速度控制的觀點(diǎn)出發(fā)，這意味著由轉(zhuǎn)矩指令決定的實(shí)際的轉(zhuǎn)矩與電機(jī)的速度無關(guān)。交流異步電機(jī)雖然價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，早期由于電力電子器件笨重、落后，控制理論陳舊，控制性能差，所以交流電機(jī)很長(zhǎng)時(shí)間沒有在NC系統(tǒng)上得到應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，1971年，德國西門子的Blaschke發(fā)明了交流異步機(jī)的磁通矢量控制法；1980年，德國人Leonhard為首的研究小組在應(yīng)用微處理器的矢量控制的研究中取得進(jìn)展， 使矢量控制實(shí)用化。上世紀(jì)70年代末，NC機(jī)床逐漸采用異步電機(jī)為主軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。對(duì)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)，伺服技術(shù)取得的最大突破可以歸結(jié)為：交流驅(qū)動(dòng)取代直流驅(qū)動(dòng)、數(shù)字控制取代模擬控制(或者把它稱為軟件控制取代硬件控制)。這兩種突破的結(jié)果產(chǎn)生了交流數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，特別是數(shù)字信號(hào)處理器DSP的應(yīng)用，系統(tǒng)的計(jì)算速度大大提高，采樣時(shí)間大大減少。使伺服系統(tǒng)性能改善、可靠性提高、調(diào)試方便、柔性增強(qiáng)。因而推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。

圖2 HRV控制框棒磨式制砂機(jī)圖

HRV是“高響應(yīng)矢量”(High Respons Vector)的意義。所謂HRV控制是對(duì)交流電機(jī)矢量控制從硬件和軟件方面進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)伺服裝置的高性能化，從而使數(shù)控機(jī)床的加工達(dá)到高速和高精；為了實(shí)現(xiàn)高速和高精，進(jìn)給伺服裝置的HRV主要控制：(1)對(duì)輸入指令具有高精高速的響應(yīng)；減少采樣時(shí)間，對(duì)電流進(jìn)行高精度檢測(cè)；優(yōu)化軟件設(shè)計(jì)，對(duì)電流和速度進(jìn)行控制，以加大速度增益和位置增益， 從而提高改善系統(tǒng)的性能；(2)對(duì)外部的干擾具有良好的魯棒性；(3)采用高精度編碼器； (4) 設(shè)置HRV濾波器， 減少機(jī)械諧振影響。通過以上措施可使系統(tǒng)的速度增益達(dá)到5000%，位置增益達(dá)到300/秒。而主軸伺服裝置的HRV主要控制：(1)設(shè)置H移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)RV濾波器，減少機(jī)械諧振影響，加大速度增益；提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；(2)精調(diào)加減速，提高同步性；(3)降低高速時(shí)繞組溫升。

5 采用慣性振動(dòng)器數(shù)字伺服的自調(diào)諧技術(shù)，方便于調(diào)試

為了使用戶方便調(diào)試， 對(duì)伺服裝置， FANUC 還設(shè)計(jì)了“ Servo Guide”軟件工具。它采用自調(diào)諧(self tuning)技術(shù)通過計(jì)算機(jī)可自jzo振動(dòng)電機(jī)動(dòng)地把伺服參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并顯示運(yùn)轉(zhuǎn)的波形，使伺服系統(tǒng)方便、準(zhǔn)確、快速地調(diào)試和進(jìn)行維修。 (