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二、现代伺服驱动的主要应用领域 现代交流伺服系统最早被应用到宇航和军事领域，比如火炮、雷达控制。上世纪70年代逐渐进入到工业领域和民用领域。工业应用主要包括数控机床、机器人和其他广义的数控机械，比如纺织机械、印刷机械、包装机械、医疗设备、半导体设备、邮政机械、冶金机械、自动化流水线、各种专用设备等。其中伺服用量最大的行业依次是：机床、食品包装、纺织、电子半导体、塑料、印刷和橡胶机械，这些行业对伺服驱动器的需求旺盛。 目前，我国已成为世界第一机床消费大国和生产大国，就国内外的市场现状看，普及型和高档数控机床使用交流永磁无刷伺服系统代替步进驱动系统已经成为标准配置，其年需求量在20万套以上，部分高档数控机床开始采用交流永磁直线伺服系统如力矩电机、直线电机等。 在工业机器人领域，交流永磁伺服系统得到大量应用。工业机器人拥有多个自由度，每台工业机器人需要的伺服驱动系统数量在6套以上。目前世界范围内工业机器人拥有量超过150万台，机器人的需求量年增长在30％以上。国际上工业机器人采用的伺服系统属专用系统，多轴合一，模块化，特殊的散热结构，特殊的控制方式，对可靠性要求极高。 在注塑机领域，我国的注塑机年产量已达10万台，占世界注塑机总产量的2/3以上。注塑机的发展趋势是从油电式向全电式方向发展，预计在3-5年内可能会形成油压、全电、油电“三分天下”的局面。若电动注塑机占总产量的20%计，注塑机用伺服驱动器一年的需求量达24万台。 我国包装机械已成为机械工业中的十大行业之一。2005年我国包装机械产量已达到67万台(套)，到2010年将增至93万台(套)，包装机械中的大部分使用的普通或小型电机，对大容量伺服驱动系统的年需求估计在4万套以上。 我国是一个纺织机械生产大国，但是在机电一体化方面的自动化、连续化、高速化、智能化水平与世界先进水平相比还有很大差距，应用伺服的比例较低，是未来交流伺服大批量应用的重要行业之一。目前已有高档梳棉机、带自动调匀整的并条机、新型粗纱机、数控细纱机、分条整经机、浆纱机、园网印花机等设备都应用了交流伺服运动控制产品，伺服年用量有5万套左右，且几乎全部是进口产品。 我国已成为世界上最主要的工业缝纫机生产和消费国，2005年，国内工业缝纫机产值达到200多亿元，年产量700万台，占世界产量的70%。其中大量采用交流伺服驱动系统。 我国是风力资源大国，风力发电是国内政策支持的重点领域，其中伺服驱动系统用于桨叶调整与方向控制，目前的需求量在5万套/年左右，并且以中、大功率为主，销售额超过50亿人民币，由于性能指标要求较高，现阶段大量采用国外产品，需求量增长很快。 三、中国伺服驱动产业现状 我国在20世纪80年代初期通过引进、消化、吸收国外先进技术，又在国家“七五”、“八五”、“九五”期间对伺服驱动技术进行重大科技攻关，取得了一定成果。 80年代，我国曾花巨资引进国外的伺服驱动技术。但由于其引进的技术属淘汰的落后技术，自主消化吸收没有突破，导致没有实现产业化。惨痛的历史教训使我们明白了一个硬道理：对于伺服驱动这样的战略高技术，靠花钱引进根本办不到，盲目效仿国外，也只会落后挨打，受制于人，唯一的出路，就是走自主创新之路。 华中科技大学是我国自主创新的伺服驱动技术的发源地之一。“八五” 期间，华中科技大学的自控系和电力系分别开始了伺服驱动的研发工作。1996年，自控系与华中数控合作，共同研制基于单片机的模拟数字混合式（电流环是模拟量）交流伺服驱动和主轴驱动（HSV-9系列），后来又开发了基于DSP的全数字交流伺服驱动装置（HSV-16/18/20）并投入大批量生产，被评为国家攻关重大成果和国家重点新产品，到目前为止已累计生产销售五万多台。华中科技大学电力系与广州数控、上海开通数控等单位合作，研制的伺服驱动技术也已实现产业化。 北京航天数控公司生产的DSCU系列全数字伺服控制单元和DSSU系列全数字主轴控制单元、北京凯奇数控设备成套有限公司生产的全数字伺服控制单元和全数字主轴控制单元及电机也已经得到了大规模应用，进给伺服功率范围20W—7.5KW，主轴伺服功率范围3.5KW到22KW，可以满足企业实际需要。 北京时光科技公司自主研发的“全数字化交流伺服控制技术”，采用32位微处理器为基础的系统级芯片和智能化功率器件，成功实现了对三相交流异步电机（鼠笼式电动机）的高精度伺服控制。基于此项技术研制生产的IMS系列伺服控制器可通过编程方式，灵活、准确地对电机的位置、转速、加速度和输出转矩实现高精度控制，其产品能广泛应用于机床、电梯、包装机械、印刷机械、塑料机械、搬运机械、电动车及自动化生产线等各种领域，用户反映良好。其他销量较大的伺服驱动产品还有广州数控等一些企业。 应该说，目前，我国已部分掌握伺服驱动装置及伺服电机的设计制造技术，形成了一定的产品系列和自主配套能力，但产品性能、可靠性方面，与国外产品还存在一定差距。特别是在全数字化的高性能伺服驱动技术方面，与国外名牌企业仍存在较大差距，已成为制约我国发展中高档数控系统产业的“瓶颈”。国外品牌占据了中国交流伺服市场85％左右的份额，他们来自日本、德国和美国。国外品牌的主要劣势在售前、售后服务，昂贵的服务和维修成本和维修周期让国内用户难以接受。 四、发展我国伺服驱动产业的建议 作为数控机床的重要功能部件，伺服驱动和伺服电机是影响数控系统性能的重要功能部件。伺服驱动和伺服电机的成本占到数控系统的总成本的1/2～3/4，因此，是否掌握自主的伺服驱动和伺服电机技术，是决定一个数控系统厂的市场综合竞争力的决定性因素。希望国家加大对全数字伺服驱动系统研发和产业化的支持力度，瞄准国际先进水平，突破关键技术，提高国产伺服驱动产品的市场占有率。具体建议如下： （一）大力加强伺服驱动装置的生产工艺技术的研究 在国家863计划、科技部中小型企业创新基金和国家十五攻关成果基础上，我国的伺服驱动装置的控制平台技术已经基本成熟。下一步产品化攻关重点是：可靠性设计和可靠性保证措施、产品结构和系列化设计、大批量生产工艺研究，使产品能满足国家相关标准要求，满足市场急剧增长的需求，扩大国产伺服驱动装置的市场占有率。 （二）开展高性能伺服驱动装置的性能测评和改进技术研究 加大对伺服驱动装置测试手段的投入，开展伺服驱动的性能测评，以独立、客观、科学、实用的技术测试为依据，为我国伺服驱动技术的发展提供清晰的技术趋势，把握真实的产品资料及合理的采购建议。 在此基础上，支持国内企业开展高性能伺服驱动装置的开发。缩小与国外高性能伺服驱动产品在高精度、高动态响应、高刚性、高过载能力、高可靠性、高电磁兼容性、高电网适应能力、高性价等方面的技术差距，提高我国产品的可靠性。 （三）制订伺服驱动和数控系统的数字化接口的中国标准 以数控系统和伺服驱动的数字化接口规范和标准这一共性技术为纽带，形成国内数控系统产业的合作和联盟，发挥各自的优势，缩短开发周期、降低开发费用、形成相互配套，形成合力与国外数控系统厂商竞争，增强我国数控机床和数控系统在国际市场上的竞争力。掌握了数控系统和伺服驱动的数字化接口协议与标准的话语权，才能提高我国在国际标准化组织的地位，起到规范国内数控市场，影响国际数控公司，建立保护我国数控系统产业发展的技术壁垒。可以缩小我国数控系统行业与国外的技术差距，改变目前国内数控系统厂商之间的低价格、低水平竞争的状况。 （四）加大投入，开发大推力直线伺服驱动装置、大转矩力矩伺服驱动装置和高速主轴驱动装置 直接伺服驱动技术是未来伺服驱动技术发展的方向。数控机床采用直接伺服驱动技术，虽然省去中间变换环节，实现所谓零传动，系统结构具有更加的合理性，但是作为一种新的应用技术还面临许多现实的技术难题。诸如控制系统对参数摄动、负载扰动等许多不确定因素的抗干扰问题、伺服电动机的强制散热问题、系统快速吸能制动问题及严格防尘隔磁措施等，所有这些实际问题有待于进一步解决和技术的进一步完善。

为了充分发挥数控加工中心应有的功效，数控机床的正常运行十分关键的，在数控设备出现问题，及时排除故障就显得尤为重要。但对于接触加工中心不多的维修员来说，当机床出现故障时，往往不知从那里下手，延误维修时间。时如果我们能借助于数控系统本身具有的自诊断功能，将对我们的维修产生很大帮助。同时，作为维修人员当数控机床发生故障后，首先要向操作者了解故障产生症状，产生在哪道程序及时间，操作方法是否得当，才能及时发现问题，以免隐患过大，造成损失。其次，要检查按钮、熔断器，接线端子等元件，在接线时螺钉是否拧紧，航空插头和插座是否拧紧，电路板上的插头是否拧紧，各拨把开关，操作方式是否正确等。并且根据机械故障较易察觉的特点，当发生机床过载，过热报警时，应首先检查滑板的镶条是否装过紧，滑板和床身导轨之间摩擦力增大，从而使电机运转困难，还有滚珠丝杠和托架之间是否同心，如丝杠中滚珠磨损造成丝杠过紧，也可使电机过载、过热，从而引起电气故障。因此我们在数控机床的正常维修当中，认真做好以上几个方面的工作，共同配合，可以少走弯路，较快排除故障，减少数控机床的停机时间，提高数控机床的使用率，使公司生产得以顺利进行，完成生产进度。 下面结合我公司在数控机床的维修方法及经验，将几例有代表性的故障例子，介绍给大家供考。 我公司现有两台北京机床研究所生产的JCS-018立式加工中心，其系统是采用日本FANVC-BESk7M系统全功能数控机床，7M系统采用16位微处理器控制，伺服驱动单元为大惯量直流伺服电机，主电机由三相全波可控硅无环流电路驱动，旋转变压器作为位置检测元件，测速发电机构成速度反馈，该机床在运行中曾发生多次异常报警和异常现象，我们根据CRT显示的报警答号将故障迅速排除，保证了机床的正常运行。 例1：故障现象，CRT显示05＃07＃报警 故障检查与分析：查FANVC- BESK7M系统维修手册，05＃为紧急停车信号接通，07＃系速度控制单元报警，从维修手册中看，05＃报警是由紧急停车造成的，故排除其故障较为容易，如急停开关是否压上，X、Y、Z各轴超程限位是否压合，检查均正常，按清除键，05＃消失，07＃报警仍存在，抬起手05＃又现。经过分析，认为07＃报警是关键，由它异常后，而采用紧急停车来加以保护，从而同时出现05＃、07＃报警。对于07＃报警，维修手册中指出：任意一轴的速度控制单位处于报警条件，或电机电源线的接触器断路。产生该报警，可考虑以下原因：①电机过载。②速度控制的电源变压器过热。③速度控制电源变压器的电源保险丝断。④速度控制单元的保险丝断。⑤在控制部分电源输入支架上，接线座的ZMGIN和2点间的触点开路。⑥在控制部分电源输入支架上，交流100V保险丝（F5）断。⑦连接速度控制单元与控制部分之间的信号电缆断开，或者从插头中脱落。⑧由于某种其它伺服机构报警，电机电源线上的接触器（MCC）断开。 分析：逐一检查，先易后难。A项：用表查热元件元异常，并且是在开NC后，X轴、Y轴、Z轴，刀库各轴未移动而产生05＃、07＃报警，故A项否。B项：用手摸变压器，不过热，用万用表查OH1、OH2正常，检查C、D、F中的保险，未断。E项：用万用表查接线调的ZMGIN和2之间的触点，结果通，正常。故矛盾集中在G、H上，用万用表电阻挡检查，发现Y轴速度控制单元板有异常。因为电机有一过热保护，在此电气接线中是各轴相互串在一起的，并且应有24V电压。其过程为24V→X轴过热保护常闭→速度控制单元→Y轴过热保护常闭→速度控制单元→Z轴过热保护常闭→Z轴速度控制控制单元→刀架过热保护常闭→刀库速度控制单元→NC为正常，当检查到Y轴过热保护常闭→Y轴速度控制单元→Z轴过热保护常闭时不通，断路，故检查Y轴速度控制板，由线查找，发现一短路棒断路，油腻太脏造成，清洗后插上，开机正常。 例2、故障现象，主轴不能定向，负载表达红区08＃报警。 故障检查与分析：查机床维修手册，08＃报警为主轴定位故障，根据手册要求，我们打开机床电源柜，在交流主轴控制线路板上，找到7个发光二极管（6绿1红），这7个指示灯（从左到右）分别表示①定向指令②低速档③磁道峰值检测④减速指令⑤精定位③定位完成⑤试验方式（①一③为绿，①红）在机床定向时，观察这7个指令灯的情况如下，1＃灯亮，3＃、5＃灯烁，这表明定位指令已经发出，磁道峰值已检测到，定位信号检测到，但是系统不能完成定位，主轴仍在低速运行，故3＃、5＃灯不断烁，从以上情况分析，我们怀疑是主轴箱上的放大器问题，打开主轴防护罩，检查放大同时，发现主轴上的刀具夹紧油缸软管绕成绞形，缠绕在主轴上，分析这个不正常现象，我们判断就是该软管盘绕，致使主轴定位偏移而不能准确定位，造成D8＃报警，将该较管卸下回直后装好，又将主轴控制器中的调节电位器RV11（定位点偏移）进行了重新调节，故障排除，报警消失，机就恢复正常运行。 例3、故障现象：开电源，开NC电源各轴回零后，当轴主执行M03起动时，产生01＃报警 故障检查与分析：查维修手册。01＃报警为主轴系统内的故障，可由主轴伺服装置内的指示灯指示内容。检查交流主轴伺服装置内的指示灯为8421中的4号灯亮，4号灯亮指示内容为交流耦合电路的F1、F2、F3熔断，而4号故障又分为以下四种情况①交流电源阻抗过高②功率晶体管烧毁③二极管或可控硅组件烧坏④浪涌吸收器和电容损坏。 据此分析依次检查各项，只保险断两相，其它无问题，故更换保险，开机床电源开关，测交流电压正常，开NC电源，正常操作，当程序执行到M03时，主轴刚一起动，又产生01＃报警，检F1、F2、F3又断原先两相，故综合分析，抛开维修手册提示的内容，检测外围，当检测到母线排分线盒时，发现其中一相线断，因此故障现象为断其它两相，修复分线盒，开机就要电源，执行M03时正常，故障解决。 例4、故障现象：正常加工执行程序，当执行换刀动作M06时，刀套下，主轴不定向，不换刀，主轴又按下把刀的程序继续加工，无报警。 故障检查与分析：执行换刀指令M06动作顺序为，主轴定向，刀套下，75度转出，手臂下，180度回转换刀，手臂上，75度转回，刀套上，180度油缸复位，而后发出FIN指令，再执行下段程序。结合故障分析，检查PC输出板，执行换刀动作的元器件，当检查到G3时，发现异常。正常时，G3在换刀时，其管角2为高电平，3为高电平，24V送不出，而执行换刀动作，当换刀完毕后，管角2变为低电平，而使24V电压送出，发出FIN，即MT信号执行完毕，管角2现在无论为高电平或低电平，FN信号发出，均有24V输出，MT信号执行完毕送出，从而NC执行下段程序。其刀具尚未交换，易发生撞件的可能。据此，我们拆下G3芯片，其为干簧电器，去市场买此芯片，没有买到。我们根据其性能而采用松下DSZY-S-DC5C代替，故障解决，从换至今一年多没在发生类似故障，保证了车间的正常生产。 上述数控机床电气故障实例，是我们在维修实例中挑选和总结出来的，它反映了数控机床电气中的一些问题，要提高数控机床电气维修技能，关键在于必须熟悉所修数控机床性能特点和工作原理，掌握正确的方法如检查数控机床的CRT报警，显示内容，查维修手册。在出现故障时，根据其故障现象，查电气手册来排除故障，在维修过程中不断实践，不断摸索和积累经验，从而达到灵活运用维修技术，排除数控机床电气故障的目的，充分发挥数控机床的利用率，多创效益。

小弟新手 下面说说电烙铁的使用 欢迎批评指正！ 先说说（在此声明，我只是说说，并没有为厂家做广告的意思）：一般用广州黄花的调温烙铁就够了（温度设定从150度到450度）。好一点的用936焊台，恒温，并且ESD做的好，不会伤害器件（其实现在一般的也没有问题了，器件功能也好了，都能应付一般的静电的）。再好一点的用日本白光的焊台，就是太贵（基本是一般工具价格的8倍或者更多)。还有现在出现了高频烙铁，利用电涡流原理加热的，据说预热快，但是没用过，还是不说了。还有用燃气（一般是打火机用的气体，丁烷）加热的，适合没有电的场合，这个也没用过。还有热风枪，提供恒温的气体，可以用来拆焊多引脚的芯片，或者小型的BGA。再大的就是回流焊了（比如电脑的南北桥芯片），把贴片元件的板子打好锡膏，元件摆放好，放进面包一样的烤炉，经过加温，冷却，成功了。批量直插元件用的是波峰焊，把板子通过加热沸腾的焊锡，引脚被焊接。 ，一般的焊锡在焊接正常芯片的时候我设定在300度，无铅焊料再加高50左右，（其实推荐的温度比我自己设定的低于几十度，但是我感觉这个温度焊锡的流动性比较好）。但是温度也不能过高，过高焊锡氧化，并且降低烙铁头的寿命。 形成的原因，根据一些资料（具体忘了，看过一些）和自己的经验，总结出一下几条：1.被焊接的元件没有被充分预热；2. 焊锡流动性不好（温度不够，或者焊锡质量差） 3. 焊接件表面的氧化层没有清理干净 ；4. 在焊锡冷却的过程中元件的引脚晃动（夹持电路板一般可以用两种东西，一个是带放大镜的，有两个夹子的小台子，还有一个就是G形夹子，它长的有点像超级微型台虎钳）。 现在就想起来这么多。 ，对于小的元件，最好有把镊子，个人认为长的尖嘴直镊子不好用，短的平口镊子超级好用（我说的这个好像是一般修眉毛还是什么用的，因为这个一个女生见到后还好奇我怎么用这个……）。，现在一个焊盘上点焊锡，然后用镊子夹住元件，对正焊接在电路板上，焊好后，再焊接另外一个焊点，有时候可能焊点会拉尖，这个时候，只要蘸取少量松香（关于助焊剂，后面再说），再焊接一下焊点就会圆润了。对于比较多引脚的元件，特别是引脚密集的元件，比如，两个引脚的距离小于烙铁尖的直径，就需要拖焊了。分三步：。首先要把芯片的脚位和板子上的焊盘对正，这个需要花点时间，对好后，先用一坨焊锡固定，这时候可能好多引脚连在一起，短路了，没问题，过一会处理。，然后在其他引脚涂上松香，之后都涂满焊锡（尽量要快，芯片的温度不能过高，它没有电阻那样皮实）。现在要准备一些多股的软线（比如一些信号线的屏蔽层的编织铜网），或者直接买吸锡带，先把吸锡带浸满松香，然后放在刚才的带有过量焊锡的引脚上加热，引脚上的焊锡就会附着到铜线上来，最后清理完成可以用酒精清理松香。 ，说到助焊剂，一般有松香，焊锡膏，一种化学合成的液体助焊剂。个人倾向用松香（就是松树油加了一些处理），焊锡膏对于一些难于焊接的或者有氧化的件有帮助。据说液体助焊剂用时间长了会比较难受。助焊剂在焊接完成后要清洗掉，如果不清洗，有的（焊锡膏）会腐蚀电路板的铜箔，也可能在潮湿的情况下导电。清洗剂（洗板水）有化学合成的和酒精，个人倾向用酒精，清洗松香特别好用，化学试剂店有，或者药店也有。 就到这里 欢迎批评指正，交流！