伺服电机性能影响着数控自动化系统性能的发挥
近年来,中国从制造业大国正向制造业强国发展,由于国家对制造装备及其技术改造工作的重视,随着全数字式交流永磁伺服系统的性能价格比逐步提高,交流伺服电机作为控制电机类高档精密部件,其市场需求将稳步增长。作为数控及自动化系统的重要功能部件,伺服电机的性能直接影响着数控系统性能的发挥。而国内数控系统生产企业采用的伺服电机大多数来自国外知名企业。
伺服电机是机床数控系统的重要组成部分,交流伺服系统也已在很大范围内取代了直流伺服系统,同时,软件控制也逐渐取代硬件控制,成为伺服技术发展的趋势。目前,国内大部分数控系统生产企业仍需要进口伺服电机,伺服系统承担着反馈信号的任务,性能好坏直接决定着数控系统的整体质量。
至于目前国内数控系统使用电机的现状,如果功能部件产业不形成规模化的发展,数控产品的可靠性、价格以及机床整机的质量都不会提高。目前国内也出台了相关政策,强调以市场需求为导向,以数控终端产品为主,以整机带动数控产业的发展,并重点解决数控系统和相关功能部件的可靠性和生产规模问题。所以,伺服电机作为数控系统的重要功能部件,其发展也必然得到进一步推动。在技术方面,直线电机驱动所占的比重会越来越大,所以直线电机驱动在高速、高精加工机床上的应用已进入加速增长期。
国内数控自动化系统生产企业要在政策上契合、技术上领先,这样才能使国内自动化机床数控系统功能部件得到更深层次的发展。同时,对于国内机床制造业也会起到极大的推动作用。
交流永磁伺服电机逐渐成为主角
1990年以前,由于技术成本等原因,国内伺服电机以直流永磁有刷电机和步进电机为主,而且主要集中在机床和国防军工行业。1990年以后,进口永磁交流伺服电机系统逐步进入中国,此期间得益于稀土永磁材料的发展、电力电子及微电子技术日新月异的进步,交流伺服电机的驱动技术也很快从模拟式过渡到全数字式。由于交流伺服电机的驱动装置采用了先进全数字式驱动控制技术,硬件结构简单,参数调整方便,产品生产的一致性可靠性增加,同时可集成复杂的电机控制算法和智能化控制功能,如增益自动调整、网络通讯功能等,大大拓展了交流伺服电机的适用领域;另外随着各行业,如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等,对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求不断提高,这些领域对交流伺服电机的需求将迅猛增长,交流伺服将逐步替代原有直流有刷伺服电机。
专用型伺服电机的市场需求不可忽视
据亚洲制造业冠军联盟负责人罗百辉介绍,国产交流伺服电机及其全数字式伺服驱动器基本自主开发成功,但产业化方面比较滞后,尚未形成商品化和批量生产能力,国内对精密交流伺服电机控制系统的需求还主要依赖进口,如日本三菱、松下、富士和德国西门子,PHYRON等。为此,国外伺服电机生产厂商陆续计划或已经在国内设置独资工厂,利用本地资源和廉价劳动力,批量生产各种规格的通用型伺服电机产品。
国内伺服电机的设计生产技术已趋于完善,目前主要是朝标准化,系列化,规模化方向发展,只有一定规模才能有高可靠性和价格低廉而富有竞争力的产品。但国内伺服电机的全数字驱动器技术还比较落后,主要局限于欠缺实用的电机数字控制算法和高可靠的功率模块,这样大大限制了国产伺服电机的推广。