前言

　　近幾年，國內(nei) 的工業(ye) 自動化領域呈現出飛速發展的態勢，國外的先進技術迅速得到引入和普及化地推廣，其中作為(wei) 驅動方麵的重要代表產(chan) 品的伺服已被廣大用戶所接受，在機器革新中起到了至關(guan) 重要的作用。精準的驅動效果和智能化的運動控製通過伺服產(chan) 品可以完美的實現機器的高效自動化，這兩(liang) 方麵也成為(wei) 伺服發展的重要指標。

1 伺服係統介紹

　　伺服驅動技術是數控技術的重要組成部分。與(yu) 數控裝置相配合，伺服係統的靜態和動態特性直接影響機床的位移速度，定位精度和加工精度。現在，直流伺服係統被交流數字伺服係統所取代；伺服電機的位置，速度及電流環都實現了數字化；並采用了新的控製理論，實現了不受機械負荷變動影響的高速響應係統（圖1）。

　　圖1 半閉環伺服控製

　　其主要新發展的技術有：

　　a．前饋控製技術。過去的伺服係統，是把檢測器信號與(yu) 位置指令的差值乘以位置環增益作為(wei) 速度指令。這種控製方式總是存在著跟蹤滯後誤差，這使得在加工拐角及圓弧時加工精度惡化。所謂前饋控製，就是在原來的控製係統上加上速度指令的控製方式，這樣使伺服係統的跟蹤滯後誤差大大減小。

　　b．機械靜止摩擦的非線性控製技術。對於(yu) 一些具有較大靜止摩擦的數控機床，新型數字伺服係統具有補償(chang) 機床驅動係統靜摩擦的非線性控製功能。

　　c．伺服係統的位置環和速度環（包括電流環）均采用軟件控製，如數字調解和矢量控製等。為(wei) 適應不同類型的機床，不同精度和不同速度要術，預先調整加、減速性能。

　　d．采用高分辨的位置檢測裝置。如高分辨率的脈衝(chong) 編碼器，內(nei) 有微處理器組成的細分電路，使得分辨率大大提高，增量位置檢測為(wei) 10000 p/r（脈衝(chong) 數/每轉）以上；絕對位置檢測為(wei) 1000000 p/r以上。

　　e． 補償(chang) 技術得到了發展和應用。現代數控係統都具有補償(chang) 功能，可以對伺服係統進行多種補償(chang) ，如絲(si) 杠螺距誤差補償(chang) ，齒側(ce) 間隙補償(chang) 、軸向運動誤差補償(chang) 、空間誤差補償(chang) 和熱變形補償(chang) 等。

2 新一代精準伺服產(chan) 品

　　所謂精準，是指通過伺服驅動後所達到執行效果和目標設定的一致程度高，控製精密性好。要達成這樣的結果需要在執行裝置（電機）和驅動裝置（驅動器）上做到針對性地設計和製造。

　　日本橫河公司的DDM產(chan) 品是具有這樣特性的非常典型的產(chan) 品。

　　以下就3個(ge) 方麵對DD馬達進行介紹

　　圖2 DD馬達與(yu) 伺服+減速機構架比較

       　首先，間隙誤差被消除。普通的傳(chuan) 動機構由於(yu) 有減速機、聯軸器、齒輪、皮帶或絲(si) 杠等中間環節，間隙誤差是肯定無法避免的，尤其是對於(yu) 長時間運轉所造成的機械磨損更是無法補償(chang) 。DD馬達恰恰能很好的解決(jue) 以上的問題，由於(yu) DD直接驅動的安裝方式（圖2），誤差被減為(wei) 最少；而且它的伺服特性也可以隨時修正誤差，達到最理想的控製精度。

　　其次，高解析度和高定位精度。DYNASERV DD馬達選配的編碼器分辨率很高，DM1B-045的解析度為(wei) 655，360PPR（DM-A係列 達到4096000PPR），電器控製精度高，已經超過普通伺服的控製精度1個(ge) 數量級。由於(yu) 製作相當精密，最終的精度控製一般可以達到2秒以內(nei) 。

　　第三，高剛性，結構緊湊，使用效率高。DD 馬達的剛性很強，與(yu) 負載結合後特性很硬，對於(yu) 其驅動器要求更高。最新型的DYNASERV驅動器可以提供在線增益調試和共振濾波。馬達中空獨特設計不但減輕了自身慣量，也給客戶提供了更多的安裝形式。組合後的機械結構會(hui) 更加緊湊，使用效率比較其他方式最高。

　　DD馬達的相對轉速比較低，額定轉速基本在60rpm~240rpm之間，但是這裏的轉速是最終在轉台上的轉速，相對比普通伺服+減速機的構架，在最終轉速上也是非常有優(you) 勢。在保持轉速的同時DD馬達保持了高的輸出扭力，由於(yu) 采用永磁定子，因此在額定轉速內(nei) 橫河DD馬達的扭力輸出曲線能夠保持平滑線性特性（圖3）。

　　圖3 DD馬達 轉速-扭矩輸出特性

　　橫河的GIII驅動器采用了I-PD控製方式，同樣帶寬的電流環，采用I-PD控製的GIII驅動器達到10Hz帶寬的位置環，與(yu) 傳(chuan) 統的PID控製方式相比，減小了2.5倍的速度帶寬。這個(ge) 特點決(jue) 定了馬達的高剛性（位置帶寬）。

　　圖4 橫河GIII驅動器控製控製圖

　　在應用上，橫河DDM產(chan) 品也是處於(yu) 最先進地位，涉及領域有不幹膠印刷機行業(ye) 、LCD生產(chan) 線、DVD/CVD生產(chan) 設備、IC檢測設備、半導體(ti) 製造設備、電子製造設備等產(chan) 業(ye) 機械的多個(ge) 領域。

　　不幹膠商標印刷機采用平壓式結構設計，主要完成工藝：送紙，印刷（二次套印），壓凸，燙金，裁切或收卷，計數。印刷速度為(wei) 60-180次/分鍾。一次印刷測定值《0.03，二次套印測定值《0.035。（統計值）。DD馬達主要用於(yu) 驅動輥的拖動，由控製原理圖5所視，1次印刷時單軸控製器

　　圖5 橫河DD馬達在不幹膠印刷機的應用

　　SPC007控製DD馬達的行走長度和速度，印版上下印色；二次套印時，色標傳(chuan) 感器掃描Mark點，通知SPC007以追Mark模式控製DD運動，印版上下套色。行走距離和速度的設定可由上位指撥開關(guan) 或人機界麵來完成。比較舊型機種，節省了人力，尤其針對套色問題，完全是由控製器來完成。避免了機械誤差所造成經常作機械調整的工作，大大提高了工作效率。並且維護簡單，設備安全性好。