| 按調(diào)節(jié)理論分類1.開環(huán)伺服系統(tǒng) 開環(huán)伺服系統(tǒng)即無位置反饋的系統(tǒng)，其驅(qū)動(dòng)元件主要是功率步進(jìn)電機(jī)或液壓脈沖馬達(dá)。這兩種驅(qū)動(dòng)元件的工作原理的實(shí)質(zhì)是數(shù)字脈沖到角度位移的變換，它不用位置檢測元件實(shí)現(xiàn)定位，而是靠驅(qū)動(dòng)裝置本身，轉(zhuǎn)過的角度正比與指令脈沖的個(gè)數(shù)；運(yùn)動(dòng)速度由進(jìn)給脈沖的頻率決定。 開環(huán)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，但精度差，低速不平穩(wěn)，告訴扭矩小。一般用于輕載負(fù)載變化不大或經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上。2.閉環(huán)伺服系統(tǒng) 閉環(huán)伺服系統(tǒng)是誤差控制隨動(dòng)隨動(dòng)系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的誤差，是CNC輸出的位置指令和機(jī)床工作臺(tái)（或刀架）實(shí)際位置的差值。閉環(huán)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件不能反映運(yùn)動(dòng)的位置，因此需要有位置檢測裝置。該裝置測出實(shí)際位移量或者實(shí)際所處的位置，并將測量值反饋給CNC裝置，與指令進(jìn)行比較，求得誤差，依次構(gòu)成閉環(huán)位置控制。 由于閉環(huán)伺服系統(tǒng)是反饋控制，反饋測量裝置精度很高，所以系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的誤差，環(huán)內(nèi)各元件的誤差以及運(yùn)動(dòng)中造成的誤差都可以得到補(bǔ)償，從而大大提高了跟隨精度和定位精度。3.半閉環(huán)系統(tǒng) 位置檢測元件不直接安裝在進(jìn)給坐標(biāo)的最終運(yùn)動(dòng)部件上，而是中間經(jīng)過機(jī)械傳動(dòng)部件的位置轉(zhuǎn)換，稱為間接測量。亦即坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈有一部分在位置閉環(huán)以外，在環(huán)外的傳動(dòng)誤差沒有得到系統(tǒng)的補(bǔ)償，因而這種伺服系統(tǒng)的精度低于閉環(huán)系統(tǒng)。 半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)是一致的，不同點(diǎn)只是閉環(huán)系統(tǒng)環(huán)內(nèi)包括較多的機(jī)械傳動(dòng)部件，傳動(dòng)誤差均可被補(bǔ)償。理論上精度可以達(dá)到很高。但由于受機(jī)械變形、溫度變化、振動(dòng)以及其它因素的影響，系統(tǒng)穩(wěn)定性難以調(diào)整。此外，機(jī)床運(yùn)行一段時(shí)間后，由于機(jī)械傳動(dòng)部件的磨損、變形以及其它因素的改變，容易使系統(tǒng)穩(wěn)定性改變，精度發(fā)生變化。因此，目前使用半閉環(huán)系統(tǒng)較多。只在具備傳動(dòng)部件緊密度高、性能穩(wěn)定、使用過程溫差變化不大的高精度數(shù)控機(jī)床上使用全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。按使用直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)分按使用驅(qū)動(dòng)元件分類1.電液伺服系統(tǒng) 電液伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件是液壓元件，其前一級為電氣元件。驅(qū)動(dòng)元件為液壓機(jī)和液壓缸，常用的有電液脈沖馬達(dá)和電液伺服馬達(dá)。數(shù)控機(jī)床發(fā)展的初期，多數(shù)采用電液伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有在低速下可以得到很高的輸出力矩，以及剛性好、時(shí)間常數(shù)小、反映快和速度平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。然而，液壓系統(tǒng)需要油箱、油管等供油系統(tǒng)，體積大。此外，還有噪聲、漏油等問題，故從20世紀(jì)70年代起逐步被電氣伺服系統(tǒng)代替。只是具有特殊要求時(shí)才采用電液伺服系統(tǒng)。2.電氣伺服系統(tǒng) 電氣伺服系統(tǒng)全部采用電子器件和電機(jī)部件，操作維護(hù)方便，可靠性高。電氣伺服系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)元件主要有步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)。它們沒有液壓系統(tǒng)中的噪聲、污染和維修費(fèi)用高等問題，但反應(yīng)速度和低速力矩不如液壓系統(tǒng)高，現(xiàn)在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)線路、電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)都得到很大的改善，性能大大提高，已經(jīng)在更大的范圍取代液壓伺服系統(tǒng)。1.直流伺服系統(tǒng) 直流伺服系統(tǒng)常用的伺服電機(jī)有小慣量直流伺服電機(jī)和永磁直流伺服電機(jī)（也稱為大慣量寬調(diào)速直流伺服電機(jī)）。小慣量伺服電機(jī)最大限度地減少了電樞的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，所以能獲得最好的快速性。小慣量伺服電機(jī)一般都設(shè)計(jì)成有高的額定轉(zhuǎn)速和低的慣量，所以應(yīng)用時(shí)，要經(jīng)過中間機(jī)械傳動(dòng)（如齒輪副）才能與絲杠相連接。2.交流伺服系統(tǒng) 交流伺服系統(tǒng)使用交流異步伺服電機(jī)和永磁同步伺服電機(jī)。由于直流伺服電機(jī)存在著固有的圈點(diǎn)，使其應(yīng)用環(huán)境受到限制。交流伺服電機(jī)沒有這些缺點(diǎn)，且轉(zhuǎn)子慣量較直流電機(jī)小，使得動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。另外在同體積條件下，交流電機(jī)的輸出功率可比直流電機(jī)提高10％～70％。還有交流電機(jī)的容量可以比直流電機(jī)造的大，達(dá)到更高的轉(zhuǎn)速和電壓。按進(jìn)給驅(qū)動(dòng)和主軸驅(qū)動(dòng)分類1.進(jìn)給伺服系統(tǒng) 進(jìn)給伺服系統(tǒng)是指一般概念的伺服系統(tǒng)，它包括速度控制環(huán)和位置控制環(huán)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)完成各坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，具有定位和輪廓跟蹤功能。2.主軸伺服系統(tǒng) 嚴(yán)格來說，一般的主軸控制只是一個(gè)速度控制系統(tǒng)。主要實(shí)現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，提供切削過程中的轉(zhuǎn)矩和功率，且保證任意轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，完成在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的無極變速。具有C軸控制的主軸與進(jìn)給伺服系統(tǒng)一樣，為一般概念的位置伺服控制系統(tǒng)。 |
