工業(yè)4.0時(shí)代，制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)已全面轉(zhuǎn)向高精度與智能化。作為制造業(yè)核心領(lǐng)域的機(jī)床行業(yè)，更是無法置身事外。市場(chǎng)對(duì)工件加工的極致要求，正倒逼整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行革新。這不僅是一次技術(shù)迭代，更是一場(chǎng)從普通射手到頂尖狙擊手的蛻變，機(jī)床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就像是狙擊手手中的高精度步槍，必須做到極致的穩(wěn)定和精準(zhǔn)，才能確保一擊即中。

傳統(tǒng)機(jī)床驅(qū)動(dòng)四大痛點(diǎn)

在機(jī)床加工過程中，穩(wěn)定且精確的速度控制是確保加工質(zhì)量的關(guān)鍵。然而，傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)往往存在速度波動(dòng)大、響應(yīng)速度慢等問題，導(dǎo)致加工精度下降，甚至影響產(chǎn)品的成品率。特別是在加工復(fù)雜形狀工件時(shí)，對(duì)速度響應(yīng)和位置控制的精度要求更高。此外，隨著智能制造的發(fā)展，機(jī)床需要具備更高的靈活性和適應(yīng)性，以應(yīng)對(duì)多樣化的加工需求。

具體而言，客戶面臨的主要挑戰(zhàn)包括：

1 速度波動(dòng)大影響加工穩(wěn)定性

2 位置控制精度低導(dǎo)致加工誤差增加

3 響應(yīng)速度慢難以應(yīng)對(duì)快速變加速或減速的加工場(chǎng)景

4 系統(tǒng)靈活性不足難以適應(yīng)不同工件和加工工藝的需求

科爾摩根AKD破解難題

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，科爾摩根提供了基于AKD伺服驅(qū)動(dòng)器的創(chuàng)新解決方案。該方案通過以下幾個(gè)方面幫助機(jī)床實(shí)現(xiàn)性能提升：

高刷新頻率的三環(huán)控制體系

AKD驅(qū)動(dòng)器采用出色的三環(huán)刷新頻率設(shè)計(jì)，電流環(huán)刷新頻率高達(dá)670 ns（1.5 MHz），速度環(huán)為62.5 μs（16 kHz），位置環(huán)為125 μs（8 kHz）。這一設(shè)計(jì)確保了運(yùn)動(dòng)控制的迅速性和及時(shí)性，顯著提高了控制精度，有效減小了過沖和位置偏差，為機(jī)床加工提供了穩(wěn)定可靠的動(dòng)力支持。

如圖： 10 rpm時(shí)的速度反饋峰峰值為0.008

優(yōu)化的伺服增益調(diào)試機(jī)制

AKD驅(qū)動(dòng)器支持通過調(diào)整伺服速度環(huán)增益來優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)性，使系統(tǒng)能夠更快速地響應(yīng)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的速度調(diào)節(jié)。同時(shí)，引入加速度前饋功能，在電流環(huán)調(diào)節(jié)周期內(nèi)對(duì)速度進(jìn)行提前補(bǔ)償，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。此外，通過提高位置環(huán)的比例增益，有效減少了運(yùn)動(dòng)過程中的位置偏差，提高了位置控制的準(zhǔn)確性。

多功能的AR濾波器配置

AKD驅(qū)動(dòng)器在速度環(huán)中集成了4個(gè)AR濾波器功能（2個(gè)輸入，2個(gè)輸出），每個(gè)濾波器均可選擇單位增益、低通、超前滯后、陷波等多種模式，并具備觀測(cè)器功能。這些濾波器能夠有效濾除系統(tǒng)中的噪聲和干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，確保機(jī)床在復(fù)雜加工環(huán)境中的穩(wěn)定運(yùn)行。

靈活的系統(tǒng)配置與調(diào)試能力

AKD驅(qū)動(dòng)器支持根據(jù)不同工件和加工工藝的需求進(jìn)行靈活的系統(tǒng)配置和參數(shù)優(yōu)化。通過簡(jiǎn)單的參數(shù)調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的出色匹配，滿足不同加工場(chǎng)景的需求，提高了機(jī)床的靈活性和適應(yīng)性。

從加工到維護(hù)全面升級(jí)

通過采用科爾摩根的AKD伺服驅(qū)動(dòng)器解決方案，客戶的機(jī)床加工就像開掛了一樣。首先，加工精度得到顯著提升，系統(tǒng)速度波動(dòng)和位置偏差大幅降低，確保了加工過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的提升。其次，生產(chǎn)效率顯著提高，機(jī)床能夠更快地適應(yīng)不同工件和加工工藝的需求，有效縮短了生產(chǎn)周期。此外，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性也得到增強(qiáng)，穩(wěn)定的加工過程和精確的位置控制減少了廢品率和返工率，降低了生產(chǎn)成本。最后，系統(tǒng)維護(hù)的簡(jiǎn)便性也為客戶帶來了便利，AKD驅(qū)動(dòng)器的高度集成化和智能化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)維護(hù)流程，降低了維護(hù)成本和時(shí)間?？蛻糁焙粽嫦悖?/span>

本文作者

楊坤

科爾摩根

高級(jí)應(yīng)用工程師

具有15年運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，專注創(chuàng)新，力求卓越，持續(xù)致力于控制系統(tǒng)的高效與穩(wěn)定。

Kollmorgen AGV在過去的50多年里，通過NDC平臺(tái)為自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV）和移動(dòng)機(jī)器人提供了車輛自動(dòng)化解決方案。通過OEM和系統(tǒng)集成商合作伙伴的生態(tài)體系，在全球范圍內(nèi)為各種應(yīng)用部署了數(shù)萬輛先進(jìn)的自動(dòng)引導(dǎo)車輛。

科爾摩根AGV的解決方案由：系統(tǒng)、車輛、軟件工具和服務(wù)組成。其中NDC平臺(tái)不僅支持目前市面上多種主流導(dǎo)航方式，如激光導(dǎo)航，自然導(dǎo)航，二維碼導(dǎo)航等，還支持他們的組合導(dǎo)航方式。同時(shí)，NDC平臺(tái)包括用于管理車隊(duì)和有效引導(dǎo)車輛的軟件，以及用于導(dǎo)航和控制的硬件。后期，科爾摩根AGV 定期為合作伙伴提供技術(shù)支持，培訓(xùn)，咨詢等服務(wù)。

使用Kollmorgen NDC8，合作伙伴幾乎可以實(shí)現(xiàn)不同類型的車輛或移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)化，并將其集成到全球任何行業(yè)的任何類型的應(yīng)用場(chǎng)景中。為終端用戶降低從前期項(xiàng)目實(shí)施到后期系統(tǒng)運(yùn)維各方的實(shí)際成本。