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數(shù)控機床伺服系統(tǒng)分類及解釋

放大字體??縮小字體 發(fā)布日期:2016-11-11??來源:中國機電產(chǎn)品交易網(wǎng)??作者:邢學(xué)海
核心提示:  數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的分類數(shù)控機床伺服系統(tǒng)按用途和功能分為進給驅(qū)動系統(tǒng)和主軸驅(qū)動系統(tǒng);按控制原理和有無檢測反饋環(huán)節(jié)分為開
  數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的分類數(shù)控機床伺服系統(tǒng)按用途和功能分為進給驅(qū)動系統(tǒng)和主軸驅(qū)動系統(tǒng);按控制原理和有無檢測反饋環(huán)節(jié)分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng);按使用的執(zhí)行元件分為電液伺服系統(tǒng)和電氣伺服系統(tǒng)。
 
  1.數(shù)控機床伺服系統(tǒng)按用途和功能分:
 
  (1)進給驅(qū)動系統(tǒng):是用于數(shù)控機床工作臺坐標(biāo)或刀架坐標(biāo)的控制系統(tǒng),控制機床各坐標(biāo)軸的切削進給運動,并提供切削過程所需的力矩。主要關(guān)心其力矩大小、調(diào)速范圍大小、調(diào)節(jié)精度高低、動態(tài)響應(yīng)的快速性。進給驅(qū)動系統(tǒng)一般包括速度控制環(huán)和位置控制環(huán)。
 
  (2)主軸驅(qū)動系統(tǒng):用于控制機床主軸的旋轉(zhuǎn)運動,為機床主軸提供驅(qū)動功率和所需的切削力。主要關(guān)心其是否有足夠的功率、寬的恒功率調(diào)節(jié)范圍及速度調(diào)節(jié)范圍;它只是一個速度控制系統(tǒng)。
 
  2.數(shù)控機床伺服系統(tǒng)按使用的執(zhí)行元件分:
 
  (1)電液伺服系統(tǒng)其伺服驅(qū)動裝置是電液脈沖馬達和電液伺服馬達。其優(yōu)點是在低速下可以得到很高的輸出力矩,剛性好,時間常數(shù)小、反應(yīng)快和速度平穩(wěn);其缺點是液壓系統(tǒng)需要供油系統(tǒng),體積大、噪聲、漏油等。
 
  (2)電氣伺服系統(tǒng)其伺服驅(qū)動裝置伺服電機(如步進電機、直流電機和交流電機等)。其優(yōu)點是操作維護方便,可靠性高。其中,1)直流伺服系統(tǒng)其進給運動系統(tǒng)采用大慣量寬調(diào)速永磁直流伺服電機和中小慣量直流伺服電機;主運動系統(tǒng)采用他激直流伺服電機。其優(yōu)點是調(diào)速性能好;其缺點是有電刷,速度不高。2)交流伺服系統(tǒng)其進給運動系統(tǒng)采用交流感應(yīng)異步伺服電機(一般用于主軸伺服系統(tǒng))和永磁同步伺服電機(一般用于進給伺服系統(tǒng))。
 
  優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、不需維護、適合于在惡劣環(huán)境下工作;動態(tài)響應(yīng)好、轉(zhuǎn)速高和容量大。
 
  3.數(shù)控機床伺服系統(tǒng)按控制原理分
 
  開環(huán)伺服系統(tǒng)系統(tǒng)中沒有位置測量裝置,信號流是單向的(數(shù)控裝置→進給系統(tǒng)),故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。
 
  開環(huán)伺服系統(tǒng)的特點:
 
  1.一般以功率步進電機作為伺服驅(qū)動元件。
 
  2.無位置反饋,精度相對閉環(huán)系統(tǒng)來講不高,機床運動精度主要取決于伺服驅(qū)動電機和機械傳動機構(gòu)的性能和精度。步進電機步距誤差,齒輪副、絲杠螺母副的傳動誤差都會反映在零件上,影響零件的精度。
 
  3.結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡單、價格低廉;因此在精度和速度要求不高、驅(qū)動力矩不大的場合得到廣泛應(yīng)用。一般用于經(jīng)濟型數(shù)控機床。
 
  閉環(huán)伺服系統(tǒng)系統(tǒng)中有反饋控制系統(tǒng),位置采樣點從工作臺引出,可直接對最終運動部件的實際位置進行檢測;能得到更高的速度、精度和驅(qū)動功率。閉環(huán)伺服系統(tǒng)的特點:
 
  1.從理論上講,可以消除整個驅(qū)動和傳動環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動量。具有很高的位置控制精度。從理論上講,機床運動精度只取決于檢測裝置的精度,與傳動鏈誤差無關(guān)。但實際對傳動鏈和機床結(jié)構(gòu)仍有嚴(yán)格要求。
 
  2.由于位置環(huán)內(nèi)的許多機械傳動環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的,故很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定,使閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和調(diào)
 
  試都相當(dāng)困難。該系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機床等。
 
  半閉環(huán)伺服系統(tǒng)系統(tǒng)的位置采樣點是從伺服電機或絲杠的端部引出,采樣旋轉(zhuǎn)角度進行檢測,不是直接檢測最終運動部件的實際位置。
 
  半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的特點:
 
  1.半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機械傳動環(huán)節(jié),因此可獲得穩(wěn)定的控制性能,其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng),但比閉環(huán)要好。
 
  2.由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運動誤差難以消除,因此,其精度較閉環(huán)差,較開環(huán)好。但可對這類誤差進行補償,因而仍可獲得滿意的精度。
 
  3.由于半閉環(huán)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、精度也較高,因而在現(xiàn)代CNC機床中得到了廣泛應(yīng)用。

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