SynqNet運(yùn)動(dòng)控制總線和直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
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時(shí)間：2013-01-18
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有框架GOLDLINE? DDR 電機(jī) 直接驅(qū)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)直線軸（X、Y、Z軸）的伺服電機(jī)稱(chēng)為直接驅(qū)動(dòng)直線（DDL）電機(jī)，直線電機(jī)主要由以下幾部分組成：線圈總成（通常是動(dòng)子），永磁體總成（通常是靜子）和直線編碼器以及直線導(dǎo)軌、軸承等框架設(shè)計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)等。直線電機(jī)的特點(diǎn)是：負(fù)載與電機(jī)動(dòng)子緊密地結(jié)合在一體，系統(tǒng)高剛度、高動(dòng)態(tài)性能，工作平穩(wěn)，定位精度高，調(diào)速范圍寬，調(diào)整簡(jiǎn)單：只需要調(diào)整無(wú)框架直線電機(jī)線圈與磁體之間的氣隙。
IL 無(wú)鐵心系列
IL無(wú)鐵心系列：峰值推力為60 ～1600 N，連續(xù)推力為21 ～450 N。特點(diǎn)是：零齒槽效應(yīng)，無(wú)電磁吸力，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可以以1 微米/秒的最低速度運(yùn)行，小質(zhì)量的線圈總成，能產(chǎn)生高加速度。
IC有鐵心系列：峰值推力190 ～15625 N，連續(xù)推力73 ～12023 N。特點(diǎn)是：防齒槽效應(yīng)專(zhuān)利技術(shù)，能在無(wú)磁體偏置條件下降低齒槽效應(yīng)；高電機(jī)常數(shù)（Km）；高推力密度。
ICD小型有鐵心系列：峰值推力170 ～1130 N，持續(xù)推力57 ～315 N。特點(diǎn)是：尺寸極??；電磁吸力??；適用于替換某些無(wú)鐵芯電機(jī)的應(yīng)用。
直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn)
由此可以總結(jié)出DDR和DDL直接驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)：
■低轉(zhuǎn)速/大轉(zhuǎn)矩：由于直接驅(qū)動(dòng)沒(méi)有中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)（齒輪箱、絲杠/螺母，齒輪/齒條，齒輪/齒形帶，皮帶/皮帶輪，聯(lián)軸器）的降低轉(zhuǎn)速/放大轉(zhuǎn)矩的作用，要求直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)低轉(zhuǎn)速/大轉(zhuǎn)矩，故又稱(chēng)直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)為力矩電機(jī)。
■免維護(hù)：由于直接驅(qū)動(dòng)沒(méi)有中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)（齒輪箱、絲杠-螺母，齒輪-齒條，齒輪-齒形帶，皮帶-皮帶輪，聯(lián)軸器等），無(wú)需對(duì)中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)進(jìn)行機(jī)械維護(hù)。只有直接驅(qū)動(dòng)直流無(wú)刷電機(jī)電機(jī)一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件，由于直流無(wú)刷電機(jī)沒(méi)有電刷也不需要維護(hù)。
■零間隙，高剛度（低柔性）：由于直接驅(qū)動(dòng)沒(méi)有中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，不存在中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的傳動(dòng)間隙（齒輪間隙，絲杠/螺母間隙），沒(méi)有中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)存在的柔性的問(wèn)題。
■極好的伺服性能：由于直接驅(qū)動(dòng)具有零間隙，高剛度，伺服環(huán)（速度環(huán)，位置環(huán)）可有較高的閉環(huán)帶寬。高帶寬使系統(tǒng)有極快的響應(yīng)速度和抗負(fù)載擾動(dòng)的能力。
■具有較大的加/減速負(fù)載的能力：不存在慣量匹配問(wèn)題，電機(jī)的加速能力全部用來(lái)加速負(fù)載，無(wú)需加速中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)。
■極好的低速和高速性能：直接驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)可以獲得低于1微米/秒的低速和獲得5米/秒以上的高速。
■極高的精度：由于沒(méi)有中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的傳動(dòng)誤差，直接驅(qū)動(dòng)可以獲得極高的位置精度。定位精度（絕對(duì)位置精度）取決于反饋裝置的精度，重復(fù)定位精度取決于系統(tǒng)的分辨率。
■用具有28 bits分辨率的S600驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)可以獲得0.12納米（極距/分辨率＝32 mm/228）的重復(fù)定位精度。用具有28 bits分辨率的S600驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)無(wú)框架直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)可以獲得0.005角秒（360度/分辨率＝360度/228）的重復(fù)定位精度。
■緊湊/堅(jiān)實(shí)的外形：無(wú)框架直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)是機(jī)器的一部分，使機(jī)器的外形更加美觀。
■靜音運(yùn)行：運(yùn)行時(shí)沒(méi)有中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的運(yùn)行噪音。
在實(shí)際應(yīng)用中，有高速、超精度要求的伺服軸可以采用直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)，而其它軸仍采用常規(guī)伺服或步進(jìn)電機(jī)技術(shù)，即所謂“混合驅(qū)動(dòng)”模式。
直接驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)對(duì)控制器的需求
為了滿(mǎn)足高速、高精度伺服軸的控制要求，需要有高性能的多軸運(yùn)動(dòng)控制卡，64位DSP或CPU逐漸成為運(yùn)動(dòng)控制卡的主流，運(yùn)算速度大大提高；為解決控制卡到伺服驅(qū)動(dòng)器之間的信號(hào)高速、高分辨率、高可靠性傳輸問(wèn)題，以往的模擬量信號(hào)或現(xiàn)場(chǎng)總線級(jí)總線都難以滿(mǎn)足要求，尤其是多軸應(yīng)用，需要速度快、可靠性高的運(yùn)動(dòng)控制級(jí)總線。Danaher Motion公司開(kāi)發(fā)的SynqNet
運(yùn)動(dòng)控制總線及控制卡很好地解決了這些問(wèn)題。
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