[发明专利]由多个驱动装置组成的驱动设备以及用于总驱动装置的调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于旋转类型和/或平移类型的运动的驱动设备。该驱 动设备具有多个驱动装置，尤其是用于共同驱动工作机械的装置或者用于 使物质运动的装置，该驱动设备还具有一个控制装置。优选地，两个装置 被耦合作为驱动装置。以下只要出现数字“两”，该数字就是以上所述多个 驱动装置/装置的同义词。

背景技术

在现有技术中，在要求很高的情况下，使用直接驱动装置、例如直线 电动机，以便消除机械传动的间隙和弹性。该高耗费尤其出现在直线驱动 装置和慢速旋转的直接驱动装置中。除了高成本之外，所述驱动装置还具 有大的体积和低的效率。

如今，在许多高精度的旋转运动的应用中，也使用机电的驱动装置。 为了向工作机械提供所要求的小的转速，使用具有几乎无间隙的行星齿轮 传动装置的电动机-传动装置组合，该电动机-传动装置组合是为了所要 求的精度而设计的。

在通过传动装置间隙(Getriebelose)、传动带或者链条的弹性所产生的 机械剩余误差过大的场合，如前所述，使用直接驱动装置。目前，为了实 现机械的精密驱动装置，例如使用了以下用于改进精度的措施。

几乎无间隙的传动装置通过小公差的啮合元件和无齿隙的离合器，例 如片式离合器、金属波纹管联轴器实现小的角度误差。

扭转刚性的传动元件和传动装置，例如行星齿轮传动装置、厚壁的壳 体，提高可达到的增益并且必要时也达到小的角度误差。

直接驱动装置，例如慢速旋转的同步电动机避免通过机械传动所产生 的误差。

当今的解决方案的共同点在于，所述驱动装置必须被设计用于全功率 和所要求的精密度。由此使得驱动装置变得昂贵。尤其在大功率的情况下， 所描述的措施成本巨大。一个另外的问题在于生产中的可靠的实现，例如 在大转矩情况下，对用于几乎无间隙的传动装置的精密的啮合部件的选择 是受到限制的。

发明内容

本发明的任务在于，在具有大功率并且同时对精度或者动态性能具有 很高要求的、转速被调节的驱动装置中，降低用于功率电子装置(高时钟 频率)、电动机(高精密度)和机械传动(几乎无间隙的传动元件)的非常 高的耗费。

权利要求1或28提供了一种解决方案。至少一个驱动装置用于提供功 率(功率驱动装置)，以及至少一个驱动装置用于调节精度和/或动态性能 (调节驱动装置)。控制和调节装置控制和调节所述至少两个，尤其是多个 驱动装置。

因此，本发明包括一个至少双驱动装置以及一个用于双驱动装置的调 节装置，该双驱动装置由两个并行工作的、转速可变的驱动装置组成。在 此，一个驱动装置负责低成本地提供功率，而另一驱动装置负责总驱动装 置的精度。

在有很高要求的情况下，在现有技术中使用直接驱动装置，例如直线 电动机，以便消除机械传动的间隙和弹性。该高耗费尤其出现在直线驱动 装置和慢速旋转的直接驱动装置中。除了高成本之外，所述驱动装置还具 有大的体积和低的效率。采用本发明可以解决这个问题。

所述总驱动装置由(至少)两个分离的驱动装置(驱动方案)组成。 所述至少一个第一驱动装置(功率驱动装置)对于低成本地提供大功率是 最优化的，例如通过用于变频器的、例如直至仅2kHz的小的开关频率，无 传感器的运行，简单的电动机-例如具有标准转速的交流异步电动机，具有 标准间隙的、用于使电动机转速与工作机械的转速相匹配的标准传动装置， 用于将旋转运动转换为直线运动的齿形带。所述至少一个第二驱动装置(调 节驱动装置)负责所述运动的精度。该至少一个第二传动装置补偿所述功 率驱动装置的误差。

为了补偿，仅需要小的功率，从而能够成本低地构造调节驱动装置。 对于不同驱动装置的计算表明，所述调节驱动装置需要总功率的大约5％。 所述两个驱动装置的共同作用是通过调节装置来进行，该调节装置测量所 述功率驱动装置的误差并且控制用于补偿的所述调节驱动装置。这可以例 如采用一个具有两个实际值输入端的伺服调节器来实现。

因此得到了以下有益效果。

在大驱动功率的情况下，可以通过由变流器、电动机和传动装置组成 的成本低的机电驱动装置，例如通过可供使用的装置8200、MDEMA、GST、 GKS来提供绝大部分的功率。小得多的伺服驱动装置提供精度和动态性能。 在此，所述伺服驱动装置能够承担全部的给定值处理和调节以及向所述变 流器提供给定值。