智能制造装备呼唤智能伺服

文:李方圆2020年第三期

据统计,上海市去年智能制造装备进入短期调整,2019年该市智能制造装备实现工业总产值1463.21亿元,比上年下降1.2%,主要原因是产业经过两年的高速增长(2017、2018年分别增长15.5%和9.3%)后进入短期调整。在智能装备中,伺服控制器与电机占据了重要地位,在国内推出“中国制造2025”宏大计划后,伺服类产品也快速增长,这几年都在以超过普通自动化产品25%以上的速度疯狂增长,导致产品出现了良莠不齐的现象,经常有客户反映某伺服电机在低频运转的情况下会出现低频振动和发热等弊端,这大大影响了智能装备整机的稳定性与精确度。

要解决这个问题,比较现实的第一种方法就是采用智能伺服驱动器,又称“可编程伺服驱动器”,它是集伺服驱动技术、PLC技术、运动控制技术于一体的全数字化驱动器。智能伺服驱动器将传统PLC功能集成到伺服驱动器中,也就是能够在智能伺服驱动器内部进行梯形图编程,拥有完整的通用PLC指令,使用独立的编程软件进行编程,完成PLC的逻辑、数据运算,并嵌入特有的运动控制指令,来实现多轴电机同步控制功能,使整个系统更加高效简洁。在系统设计中,智能伺服驱动器还能在梯形图环境下重构伺服电流环、速度环、位置环结构参数,做到三环无扰数字切换,实现多模式动态切换工作。智能伺服驱动器还可以通过编程设置完善的硬件保护和软件报警,可以方便地判断故障和避免危险。

第二种办法就是将驱动器和伺服电机进行高度优化和集成,最终合二为一,这样智能电机不仅具有高精密电机的功能,同时还涵盖了伺服电机驱动器和PLC的功能,在智能制造装备方案中使用智能电机将使系统的布线变得非常精简,最终实现一“芯”二用的功能,从而大大提高装备的稳定可靠性,同时也为用户节省了成本。

第三种办法就是将神经网络引入交流伺服系统中优化PID控制器,实现对被控电机的自适应控制的方法,也进一步提高了电机参数的智能辨识能力和实时控制精度。


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