伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分,是連接數(shù)控裝置(計算機)和機床之間的關鍵橋梁,伺服系統(tǒng)的性能在很大程度上決定了數(shù)控機床的性能,如數(shù)控機床的定位精度、跟蹤精度、最高移動速度等重要指標。建議我們先來學習一些基礎概念,再學習各種進給伺服系統(tǒng)的控制方式。深刻理解掌握這部分知識,會對更好的學習后面的數(shù)控加工工藝有一定的幫助。 1、進給伺服系統(tǒng) 1)組成 進給伺服系統(tǒng)是以機床移動部件(如工作臺)的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng),通常由伺服驅(qū)動裝置、伺服電機、機械傳動機構及執(zhí)行部件組成。 見圖1所示。 圖1 伺服系統(tǒng)的組成 2) 作用 接受數(shù)控裝置發(fā)出的進給速度和位移指令信號,由伺服驅(qū)動裝置作一定的轉換和放大后,經(jīng)伺服電機(直流、交流伺服電機、功率步進電機等)和機械傳動機構,驅(qū)動機床的工作臺等執(zhí)行部件實現(xiàn)工作進給或快速運動。 3) 基本技術要求 1)精度高 2)穩(wěn)定性好 3)快速響應 4)調(diào)速范圍寬 4) 分類 ☆步進電機驅(qū)動系統(tǒng) ☆直流伺服驅(qū)動系統(tǒng):永磁直流伺服電動機 ☆交流伺服驅(qū)動系統(tǒng):永磁交流伺服電動機 2、開環(huán)控制伺服系統(tǒng) 開環(huán)進給伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床中最簡單的伺服系統(tǒng),執(zhí)行元件一般為步進電機,其控制原理如圖2所示。
圖2 開環(huán)控制數(shù)控機床 圖3 半閉環(huán)控制數(shù)控機床 3、半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng) 采用旋轉型角度測量元件(脈沖編碼器、旋轉變壓器、圓感應同步器等)和直流伺服電動機按照反饋控制原理構成的位置伺服系統(tǒng),其控制原理見圖33所示。 4、閉環(huán)控制伺服系統(tǒng) 其控制原理見圖4。 圖4 閉環(huán)控制數(shù)控機床 進給伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)主要的子系統(tǒng)。如果說CNC裝置是數(shù)控系統(tǒng)的“大腦”,是發(fā)布“命令”的“指揮所”,那么進給伺服系統(tǒng)則是數(shù)控系統(tǒng)的“四肢”,是一種“執(zhí)行機構”。它忠實地執(zhí)行由CNC裝置發(fā)來的運動命令,精確控制執(zhí)行部件的運動方向,進給速度與位移量。 |