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    數(shù)控機(jī)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(jī)電產(chǎn)品交易網(wǎng)??作者:邢學(xué)海
    核心提示:  數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的分類數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)按用途和功能分為進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);按控制原理和有無檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)分為開
      數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的分類數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)按用途和功能分為進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);按控制原理和有無檢測(cè)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(jī)床伺服系統(tǒng)按用途和功能分:
     
      (1)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):是用于數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)坐標(biāo)或刀架坐標(biāo)的控制系統(tǒng),控制機(jī)床各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng),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(dòng)態(tài)響應(yīng)的快速性。進(jìn)給驅(qū)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng):用于控制機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),為機(jī)床主軸提供驅(qū)動(dòng)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(gè)速度控制系統(tǒng)。
     
      2.數(shù)控機(jī)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(dòng)裝置是電液脈沖馬達(dá)和電液伺服馬達(dá)。其優(yōu)點(diǎn)是在低速下可以得到很高的輸出力矩,剛性好,時(shí)間常數(shù)小、反應(yīng)快和速度平穩(wěn);其缺點(diǎn)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(dòng)裝置伺服電機(jī)(如步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)和交流電機(jī)等)。其優(yōu)點(diǎn)是操作維護(hù)方便,可靠性高。其中,1)直流伺服系統(tǒng)其進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)采用大慣量寬調(diào)速永磁直流伺服電機(jī)和中小慣量直流伺服電機(jī);主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)采用他激直流伺服電機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速性能好;其缺點(diǎn)是有電刷,速度不高。2)交流伺服系統(tǒng)其進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)采用交流感應(yīng)異步伺服電機(jī)(一般用于主軸伺服系統(tǒng))和永磁同步伺服電機(jī)(一般用于進(jìn)給伺服系統(tǒng))。
     
      優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、不需維護(hù)、適合于在惡劣環(huán)境下工作;動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、轉(zhuǎn)速高和容量大。
     
      3.數(shù)控機(jī)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(cè)量裝置,信號(hào)流是單向的(數(shù)控裝置→進(jìn)給系統(tǒng)),故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。
     
      開環(huán)伺服系統(tǒng)的特點(diǎn):
     
      1.一般以功率步進(jìn)電機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)元件。
     
      2.無位置反饋,精度相對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)來講不高,機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和精度。步進(jìn)電機(jī)步距誤差,齒輪副、絲杠螺母副的傳動(dòng)誤差都會(huì)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(jià)格低廉;因此在精度和速度要求不高、驅(qū)動(dòng)力矩不大的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。一般用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)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(diǎn)從工作臺(tái)引出,可直接對(duì)最終運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置進(jìn)行檢測(cè);能得到更高的速度、精度和驅(qū)動(dòng)功率。閉環(huán)伺服系統(tǒng)的特點(diǎn):
     
      1.從理論上講,可以消除整個(gè)驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動(dòng)量。具有很高的位置控制精度。從理論上講,機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度只取決于檢測(cè)裝置的精度,與傳動(dòng)鏈誤差無關(guān)。但實(shí)際對(duì)傳動(dòng)鏈和機(jī)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(jī)械傳動(dòng)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(jì)、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(jī)床等。
     
      半閉環(huán)伺服系統(tǒng)系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)是從伺服電機(jī)或絲杠的端部引出,采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測(cè),不是直接檢測(cè)最終運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置。
     
      半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的特點(diǎn):
     
      1.半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機(jī)械傳動(dòng)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(yùn)動(dòng)誤差難以消除,因此,其精度較閉環(huán)差,較開環(huán)好。但可對(duì)這類誤差進(jìn)行補(bǔ)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(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。

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