고속 및 고정밀 도로 서보 모터 개발
서보 모터 제어 기술의 발전으로 가공 기술의 고속 및 고정밀도가 촉진되었습니다. 1980 년대부터 CNC 시스템은 서보 모터를 구동 장치로 점차적으로 적용 해 왔습니다. AC 서보 모터는 브러시없는 구조로 유지 보수가 거의 필요 없으며 상대적으로 부피가 작기 때문에 회전 속도와 동력의 향상에 도움이됩니다.
현재, AC 서보 시스템은 DC 서보 시스템을 상당 부분 대체했습니다. 현대의 CNC 시스템에서는 DC 서보 대신 AC 서보, 하드웨어 제어 대신 소프트웨어 제어가 서보 기술의 발전 추세가되었습니다. 이로 인해 CNC 공작 기계 용 서보 피드 및 스핀들 장치 용 AC 디지털 드라이브 시스템이 탄생했습니다. 마이크로 프로세서 및 모든 디지털 AC 서보 시스템의 개발로 CNC 시스템의 계산 속도가 크게 향상되었으며 샘플링 시간이 크게 단축되었습니다. 하드웨어 서보 제어가 소프트웨어 서보 제어가되면 서보 시스템의 성능이 크게 향상됩니다. 예를 들어, OSP-U10 / U100 네트워크 수치 제어 시스템의 서보 제어 루프는 고성능 서보 제어 네트워크로서 자율 제어를위한 다양한 서보 장치 및 구성 요소의 분산 구성을 실현하고 네트워크 연결이 더욱 중요한 역할을합니다 공작 기계에서. 기능 및 통신 속도를 제어합니다. 이 기술의 발전으로 서보 시스템의 성능이 향상되고 신뢰성이 향상되고 디버깅이 편리 해지고 유연성이 향상되어 고정밀 및 고속 가공 기술 개발이 크게 촉진되었습니다.
또한 첨단 센서 감지 기술의 발전으로 AC 모터 속도 제어 시스템의 동적 응답 성능과 위치 결정 정확도가 크게 향상되었습니다. AC 서보 모터 속도 제어 시스템은 일반적으로 위치 및 속도 센서로 브러시리스 (resolver), 하이브리드 광전자 엔코더 및 절대치 엔코더를 사용하며 센서의 응답 시간은 1μs 미만입니다. 서보 모터 자체도 고속으로 발전하고 있으며, 상기 고속 엔코더는 60m / min, 심지어는 100m / min의 급 이송과 1g의 가속도를 구현합니다. 모터의 고속 회전을 원활하게하기 위해 모터의 자기 회로 설계가 개선되었으며 고속 디지털 서보 소프트웨어를 사용하여 1μm 이하로 회전해도 모터가 크리프 (creep)없이 부드럽게 할 수 있습니다.
AC 선형 서보 모터의 다이렉트 드라이브 서보 기술이 성숙되었습니다. CNC 공작 기계의 피드 드라이브에는 "로터리 서보 모터 정밀 고속 볼 스크류"및 "리니어 모터 직접 구동"의 두 가지 유형이 있습니다. 전통적인 볼 스크류 공정은 가공 정밀도가 높으며 고속 달성 비용이 상대적으로 낮기 때문에 현재 널리 사용되고 있습니다. 롤러 및 비드 스크류 드라이브가 장착 된 고속 가공 기계는 최대 이동 속도가 90m / min이고 가속도가 1.5g입니다. 그러나 볼 스크류는 기계식 변속기입니다. 기계적 구성 요소 사이에 탄성 변형, 마찰 및 백래시가 있으며 이로 인해 모션 지연과 비선형 오류가 발생합니다. 따라서, 볼 스크류의 이동 속도 및 가속도를 더욱 향상시키는 것이 더욱 어렵다. 1990 년대 이후, 선형 모터는 고속, 고정밀, 대규모 공작 기계에서 피드 드라이브를 직접 구동하는 데 사용되었습니다. 볼 스크류 드라이브보다 높은 강성, 더 넓은 속도 범위, 더 나은 가속 특성, 더 작은 모션 관성, 더 나은 동적 응답 성능, 더 부드러운 작동 및 더 높은 위치 정밀도를 가지고 있습니다. 리니어 모터가 직접 구동되기 때문에 중간 기계식 변속기가 필요하지 않으므로 기계적 마모 및 변속 오류를 줄이고 유지 보수 작업을 줄일 수 있습니다. 볼 스크류 드라이브와 비교하여 리니어 모터의 직접 구동은 속도가 30 배, 가속도가 10 배, 최대 10g, 강성이 7 배 증가하고 최대 응답 주파수가 100Hz입니다 . 아직 개발할 여지가 있습니다. 현재 고속 및 고정밀 공작 기계 분야에서 두 가지 구동 방식이 오랫동안 공존 할 것이지만, 개발 추세에 따라 리니어 모터 드라이브의 비율이 점점 더 커질 것입니다. 고속, 고정밀 공작 기계에 리니어 모터 드라이브를 적용하면 가속화 된 성장기에 접어 들었다는 징후가 있습니다.
