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加工中心進(jìn)給伺服系統(tǒng)是把數(shù)控信息轉(zhuǎn)化為加工中心進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，是保證刀具相對(duì)于工件的精確的定位、高速或穩(wěn)定的切削加工的基礎(chǔ)。對(duì)交流伺服性能的總體要求是穩(wěn)定性好、精度高和響應(yīng)速度快，即:伺服電機(jī)在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均能平滑的運(yùn)行，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小，特別是在低速時(shí)轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定而無(wú)爬行現(xiàn)象;伺服電機(jī)有一定的過(guò)載能力，在低速時(shí)可輸出大轉(zhuǎn)矩;為滿足快速性，伺服電機(jī)具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩^M。

永磁交流同步伺服電機(jī)（PMSM)作為數(shù)控加工中心中伺服進(jìn)給系統(tǒng)的執(zhí)丨r兒件，在其眾多參數(shù)中，轉(zhuǎn)矩:、轉(zhuǎn)速和輸出功率是影響伺服系統(tǒng)的機(jī)械特性、穩(wěn)定性、過(guò)載能力和動(dòng)態(tài)響應(yīng)等特性的主要因素，直接關(guān)系到被加工工件¹ j刀具的定位或加工精度，即：[件的形狀和位置，以及工件的表面精度。

根據(jù)市場(chǎng)的不同需求，產(chǎn)品數(shù)控加工中心/裝備可服務(wù)不同行業(yè)，以及M “ f同檔次與要求。選擇性能優(yōu)良、工作可靠、性價(jià)比高，且與產(chǎn)品相匹配的伺服電機(jī)是生產(chǎn)企業(yè)的優(yōu)先考慮。

1測(cè)試系統(tǒng)

文獻(xiàn)[34]針對(duì)伺服電機(jī)性能參數(shù),特別是轉(zhuǎn)矩波動(dòng)測(cè)試介紹了幾種測(cè)試方法，但均不大適合企業(yè)采用。為了快速、準(zhǔn)確、直接的測(cè)試各種品牌的伺服電機(jī)性能，評(píng)價(jià)其與不同型號(hào)和和規(guī)格的數(shù)控加工中心/裝備的適配性，本文提出了一種企業(yè)生產(chǎn)數(shù)控加工中心/裝備時(shí)選擇適配的伺服電機(jī)的方法，并研究與開(kāi)發(fā)了一種高性能的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)試系統(tǒng)。使用該測(cè)試系統(tǒng)可以對(duì)不同品牌的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速性能測(cè)試、比較與適配性分析，為數(shù)控加工中心/裝備進(jìn)給系統(tǒng)的伺服電機(jī)選配提供了依據(jù)。

1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由以下幾部分組成:扭矩、轉(zhuǎn)速和功率檢測(cè)采用S. HIMMELSTEIN公nj的MCRT 48002V相位差式扭矩傳感器和723系列的高精密數(shù)據(jù)分析儀;運(yùn)動(dòng)控制選用固高公司的GTS -800 - PV/PG - PCI 型運(yùn)動(dòng)控制卡; 上位機(jī)為 GUC400-ESV工控機(jī);穩(wěn)壓電源模塊和負(fù)載裝置等。負(fù)載裝置是根據(jù)實(shí)際工作情況設(shè)計(jì)，被測(cè)伺服電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器，驅(qū)動(dòng)加工中心進(jìn)給系統(tǒng)的滾珠絲杠帶動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)上可另加負(fù)荷可模擬實(shí)際工況。伺服電機(jī)性能測(cè)試由:①主機(jī)測(cè)試模塊。該測(cè)試模塊的功能是發(fā)送電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制命令以及對(duì)采集的數(shù)據(jù)用測(cè)試軟件進(jìn)行分析和顯示，并繪制實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性曲線、存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、察看歷史數(shù)據(jù)等。②現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集。測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)由扭矩傳感器完成電機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速信號(hào)采集;③測(cè)試信號(hào)分析。選用的723系列多通道信號(hào)測(cè)量?jī)x有三個(gè)通道，分別設(shè)置為轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號(hào)和功率信號(hào)通道,完成對(duì)測(cè)試信號(hào)調(diào)理、處理與分析等功能，可精確測(cè)量各種型號(hào)的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速，并分析其轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等特性。此外，該系統(tǒng)還可設(shè)計(jì)的軟件對(duì)數(shù)控加工中心的關(guān)鍵功能部件如滾珠絲杠和滾動(dòng)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)精度、工作可靠性好平穩(wěn)性等進(jìn)行測(cè)試、評(píng)估與適配性選擇。

1.2系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)中軟件程序的功能主要包括伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)置、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)顯示、實(shí)時(shí)繪制參數(shù)曲線、數(shù)據(jù)保存、歷史數(shù)據(jù)的查詢等。測(cè)試系統(tǒng)程序總體設(shè)計(jì)如圖2所示。

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結(jié)束語(yǔ)：

永磁同步交流伺服電機(jī)（PMSM)及其伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)數(shù)控加工中心進(jìn)給系統(tǒng)起至關(guān)重要的作用。本文提出了一種生產(chǎn)企業(yè)選擇適配的伺服電機(jī)的方法，并設(shè)計(jì)種模擬數(shù)控加工中心實(shí)際工況的伺服電機(jī)性能的測(cè)i式系統(tǒng)，該系統(tǒng)還可通過(guò)設(shè)計(jì)的軟件付數(shù)控加工中心勸能部件如滾珠絲杠絲杠、滾動(dòng)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)砧度、I:作iif靠'丨1:和平穩(wěn)性等進(jìn)行測(cè)試、評(píng)估與適配'1:選擇：

通過(guò)模擬實(shí)際工況，對(duì)不同品睥的電機(jī)進(jìn)行測(cè)試，分祈¹ J客觀評(píng)價(jià)了伺服電機(jī)的整體性能，為企業(yè)生的+卜彳數(shù)控加工中心/裝備選擇適配伺服電機(jī)提供丫可靠客觀依據(jù)，有效提高了數(shù)控加工中心/裝備的性價(jià)比，為企業(yè)創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益。