SynqNet運動控制總線和直接驅動技術在數控系統中的應用
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直接驅動技術
數控系統對精度和快速性的要求
現代數控系統(如數控機床和數控加工中心等等)向著高速、高精度方向發(fā)展，如為了縮短輔助操作時間、提高生產率，伺服軸的移動速度要求超過120 m/min；正在研制的超高精度鏡面銑削加工中心，要求位置分辨率為1納米；數控磨齒機的分度精度要求小于0.1角秒；慣導測試設備要求位置分辨率小于0.001角秒等等。這樣高的精度，常規(guī)的旋轉伺服電機+機械執(zhí)行機構(減速箱或滾珠絲桿付等)的傳動技術不可能達到。因為機械執(zhí)行機構和聯軸器的誤差、間隙和柔性，使伺服軸產生成帶狀分布的運動誤差和失動，而不是一個恒值，嚴重影響伺服軸的運動精度和系統快速性。
BM 系列
■ 定子內徑0.4”(10mm) 到63”(1600mm)
■ 連續(xù)輸出轉矩45000Nm
■ 典型速度18krpm，最高可達80krpm
BM 系列
■ 定子內徑0.4”(10mm) 到63”(1600mm)
■ 連續(xù)輸出轉矩45000Nm
■ 典型速度18krpm，最高可達80krpm 在數控技術上提高伺服軸運動精度的常規(guī)做法有兩種：半閉環(huán)控制（位置反饋取至伺服電機軸端）加存儲式補償（間隙補償和螺距誤差補償）和全閉環(huán)控制（位置反饋取至伺服機械執(zhí)行機構末端）。
半閉環(huán)控制加存儲式補償只能補償帶狀分布誤差帶中的恒定部分，即絲杠螺距誤差和傳動間隙（故稱這種補償為螺距誤差補償和間隙補償），不能滿足高精度數控系統的精度要求。
全閉環(huán)控制將伺服機構置于閉環(huán)控制之中，使由它們產生的誤差得到閉環(huán)補償。但要取得好的控制效果，要求高的位置環(huán)增益；而伺服機構、聯軸器的誤差、間隙和柔性，使得系統難以得到很高的位置環(huán)增益，補償效果仍不理想，不能滿足超高速、超高精度數控系統的精度和快速性要求。
只有去掉機械傳輸等伺服執(zhí)行機構，伺服電機直接耦合或融入到負載上，即直接驅動技術，才能消除間隙、柔性和其它與機械傳送相關的問題，以滿足超高精度的數控系統對精度和快速性的要求。
直接驅動技術
直接驅動技術有旋轉運動和直線運動兩種基本方式。
直接驅動旋轉軸(A、B、C軸)的伺服電機稱為直接驅動旋轉(DDR)電機，通常要求低轉速、大轉矩、轉角高分辨率。DDR電機與負載的連接有兩種方式（無需聯軸器）：一種是帶有中空軸的有框架DDR電機，負載軸直接插入電機的中空軸；另一種是無框架（分裝式）DDR電機，定子安裝在負載的框架上，轉子直接安裝在負載軸上，將電機轉子成為負載的一部分，可以為用戶提供十分緊湊的機械設計解決方案。
Danaher Motion公司的有框架GOLDLINE?DDR電機，有低壓（115/230Vac）D系列和高壓（400/480Vac）DH系列兩種電壓規(guī)格，4種框架尺寸，3種鐵心長度，共12種型號。配置Cross-Roller精密軸承；中空軸，法蘭安裝，端面直徑從6.93”－14.25”；連續(xù)轉矩從5.3－339 Nm，峰值轉矩從16.9－1340 Nm；最高轉速可達800 rpm(DH06）；配備正余弦編碼器的位置分辨率可達21位（2,097,152 counts/r），重復精度±0.62角秒。
運輸時電機轉子通過夾具固定在定子框架內 Danaher Motion公司的無框架DDR電機，有F/FH系列、RBE系列、BM系列等，有多種定子內徑尺寸和轉子長度，F/FH系列適合低速、小直徑、大轉矩的應用，RBE適合高速、小直徑、小轉矩的用途，BM系列是專為高速、大直徑、大轉矩用途而設計的電機。BM系列速度通常18000rpm，特殊設計可達80000rpm，直徑最大可達1600mm，連續(xù)輸出轉矩高達45000Nm；RBE系列定子內徑尺寸從21.3 mm到239 mm；F/FH系列連續(xù)轉矩可達369 Nm，定子繞組特性與有框架GOLDLINE?DDR電機相同；用Danaher Motion公司的ServoStar S600驅動器驅動，位置分辨率可達28位（268,435,456 counts/r），位置重復精度可達±0.00048角秒，用戶可以選配高分辨率的正余弦編碼器以提高系統精度和帶寬。
Danaher Motion公司創(chuàng)新設計的C/CH系列模塊化有框架CARTRIDGE DDR?電機，率先將無框架DDR技術的節(jié)省空間與性能優(yōu)勢和有框架電機的便捷安裝融為一體。電機內沒有軸承,利用負載軸的軸承支撐電機轉子，類似無框架DDR電機；定子框架通過法蘭和止口與負載連接，類似有框架DDR電機。轉子與負載通過一種新穎的壓縮連接結構與負載軸緊密地連接到一起，使電機轉子和負載成為整體，消除了電機與負載之間的間隙和柔性，連接剛性極大地提高，不再需要像傳統電機那樣要求慣量匹配，通常允許有250:1的慣量失配，最高可達800:1，使得系統可以獲得較高的增益而不會振蕩，系統帶寬極大地提高；因電機內沒有精密軸承而降低了成本，具有比有框架GOLDLINE?DDR電機具有更高的性價比；與F/FH系列無框架DDR電機相比，無需考慮電機結構設計，簡化了機械設計和安裝；CARTRIDGE?DDR 電機可以在任何方向上安裝，可以水平安裝或豎直安裝，但用戶需要選擇相應的轉子負載軸承；電機繞組設計有低壓C（115/230Vac）系列和高壓CH（400/480Vac）系列；連續(xù)轉矩從50到504 Nm, 峰值轉矩從120到1016 Nm；最大轉速可達1200 rpm。
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