成果名称: 精密直线电机ISD201智能伺服驱动器关键技术及产品研发
完成单位: 广东技术师范大学,深圳市微妙控制技术有限公司
主要人员: 王晓军,彭海燕,毛莉娜,罗永顺,李冬梅,刘杨华,姚屏,向丹,陈耿炎,陈阳,曲峰,高大林
介绍:

    ①课题来源与背景: 广东省科技计划项目“精密直线电机ISD201 智能伺服驱动器关键技术及产品研发”(2014A010104013),工业机器人与自动化成套装备中智能驱控及控制器(简称驱控器)是生产过程的关键器件,可用于制造、安装、检测、物流等全生产环节,并广泛应用于汽车整车及汽车零部件、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业,应用领域非常广泛。

    ②技术原理及性能指标: 1)在控制器中设计了内置PLC、驱动、运动控制功能,可单独使用或多台组网构成多轴控制系统,可共享各轴的I/O,集成PLC功能,支持定位、电子齿轮、凸轮、同步控制,开发了新产品ISD201智能伺服驱动器,获取产品测试报告。2)提出一种带有数据采集分析系统的伺服驱动器,包含数据存储器、互联网、中央数据存储系统、中央数据处理系统等,通过对工厂内所有使用的伺服驱动器的工作状态相关数据进行采集、对比,从而为工厂优化生产、提高设备使用效率,提前发现故障设备提供大数据支持。授权了实用新型专利。3)提出精密直线电机伺服驱动器采用电池或者直流电源供电,伺服驱动器内置一个16K步程序容量的PLC控制器和多种通讯端口,实现具有低压驱控一体功能的智能伺服驱动器,申报并授权了发明专利。4)伺服电机同步精度小于2%,要求驱动系统能迅速、准确地调整电机速度,提出精确灵敏的伺服驱动设计是系统实现的保障,实现直线电机的高速、高响应、高精度控制。5)开展基于信任网的统一量化方法的研究,提出基于扩展主观逻辑的统一量化方法. 该方法独立于具体信任表示法和推导规则,通过定义不同的映射规则, 对不同信任和声誉模型中的信任信息达成共识,并进行信息的融合。 主要技术指标:速度环响应频率大于800Hz;电流环带宽大于1.5KHz,通讯总线波特率10MHz,通讯总线传输率大于10M,控制方式:伺服控制、内置PLC,支持定位、电子齿轮、电子凸轮、同步控制等专业的运动控制功能。

    ③技术的创造性与先进性:(1)伺服驱动器采用内置PLC、IGBT模块以及运动控制功能。可单独使用或多台组网构成多轴控制系统,并可共享各轴的I/O,集成PLC功能,并支持定位、电子齿轮、电子凸轮、同步控制等专业的运动控制功能。 (2)伺服驱动器内集成Endat2.2、BISS、SSI、Hiperface、增量脉冲等主流直线光栅尺通讯协议,用户可以根据自己的需要灵活搭配直线电机与光栅尺;同时采用气隙补偿技术,实现直线电机的高速、高响应、高精度控制。 (3)建立了直线电机PMLSM数学模型,有利于控制系统的数字化实现,它包含电压、磁链、推力及运动等方程。在不考虑初级铁芯饱和及铁芯开断产生的边端效应的影响时,永磁同步直线电机的数学模型和旋转电机相同。 (4)研发带有数据采集分析系统的伺服驱动器,包含数据存储器、互联网、中央数据存储系统、中央数据处理系统等,通过对工厂内所有使用的伺服驱动器的工作状态相关数据进行采集、对比,从而为工厂优化生产、提高设备使用效率,提前发现故障设备提供大数据支持。

    ④技术的成熟程度,适用范围和安全性: 本项目研发的直线电机伺服驱控器,具备多机协同联网功能,可以用于智能装备生产线。已完成产品中试并实现了产业化技术应用。 本项目开发的精密直线电机ISD201智能伺服驱动器不但可以用于工业机器人和智能机械设备的高精度定位、平滑的速度控制和张力控制等,还可以实现电子凸轮、同步等高级运动控制,适用范围十分广泛。本项目产品还具有RS-422 串行通信功能,可以使用装有伺服设置软件的个人计算机,进行参数的设定、试运行、状态显示的监控和增益调整等。产品安全性好、性能稳定。

     ⑤应用情况及存在的问题:本项目产品在深圳翱翔自动化技术有限公司、广州驭视自动化科技有限公司等多家企业应用,反映良好,至2021年12月实现销售收入3000万元。 存在问题:国外品牌比较强大,对国内品牌宣传不够。

    ⑥历年获奖情况: (1)“一种工业用高性能喷漆机器人”中国专利优秀奖。(2018年度)。 (2)“超高层钢混结构用大型智能化液压爬模装置的关键技术研究及应用” 广东省2016年度科学技术三等奖。

批准登记号:
登记日期: 2024-09-20
研究起止时间: 2014-01-01至2018-05-30
所属行业: 制造业
所属高新技术类别: 先进制造
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2022-04-02