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數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)
日期：2009年11月02 來(lái)源：沈陽(yáng)第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)是連接數(shù)控系統(tǒng)(CNC)和數(shù)控機(jī)床(主機(jī))的關(guān)鍵部分，它接受來(lái)自數(shù)控系統(tǒng)的指令，經(jīng)過(guò)放大和轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床上的執(zhí)行件(工作臺(tái)或刀架)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，并將運(yùn)動(dòng)結(jié)果反饋與輸入指令相比較，直至與輸入指令之差為零，使機(jī)床精確地運(yùn)動(dòng)到所要求的位置。伺服系統(tǒng)的性能直接關(guān)系到數(shù)控機(jī)床執(zhí)行件的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性、工作精度、負(fù)載能力、響應(yīng)快慢和穩(wěn)定程度等。所以，至今伺服系統(tǒng)仍被看做是一個(gè)獨(dú)立部分，與數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床本體并列為數(shù)控機(jī)床的三大組成部分。
伺服系統(tǒng)一般由驅(qū)動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)元件、機(jī)械傳動(dòng)部件、執(zhí)行件和檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動(dòng)控制單元和驅(qū)動(dòng)元件組成伺服驅(qū)動(dòng)系；機(jī)械傳動(dòng)部件和執(zhí)行件組成機(jī)械傳動(dòng)系。 ；
目前在數(shù)控機(jī)床上，已經(jīng)很少采用液壓伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)元件主要是各種電動(dòng)機(jī)，在小型和經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上還使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；中高檔數(shù)控機(jī)床幾乎都采用直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)。全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)己得到廣泛應(yīng)用。
伺服系統(tǒng)是一種反饋控制系統(tǒng)，以指令脈沖為輸入給定值，與輸出量進(jìn)行比較，利}、用其偏差值對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以消除偏差，使輸出量緊密跟蹤給定值。所以伺服系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)來(lái)源于偏差信號(hào)，必須具有負(fù)反饋回?cái)?shù)控機(jī)床路，始終處于過(guò)渡過(guò)程狀態(tài)，而在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)力的放大，伺服系統(tǒng)必須有一個(gè)不斷輸入能量的能源。外加負(fù)載可以視為系統(tǒng)的擾動(dòng)輸入。
基于伺服系統(tǒng)的工作原理，除要求它具備良好的靜態(tài)特性外，還應(yīng)具備優(yōu)良的動(dòng)態(tài)‘特性；伺服系統(tǒng)除滿足運(yùn)動(dòng)要求外，還應(yīng)有良好的動(dòng)力學(xué)特性。對(duì)其負(fù)載特性也應(yīng)給予足夠的重視。
伺服系統(tǒng)的組成
數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)如圖4一i所示。它是一個(gè)雙閉環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)是速度環(huán)，外環(huán)是位置環(huán)。速度環(huán)中用做速度反饋的檢測(cè)裝置是測(cè)速發(fā)電動(dòng)機(jī)、脈沖編碼器等。速度控制單元是一個(gè)獨(dú)立的單元部件，它由速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器及功率驅(qū)動(dòng)放大器等各部分組成。位置環(huán)是由CNC裝置中的位置控制模塊、速度控制單元、位置檢測(cè)及反饋控制等各部分組成。位置控制主要是對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸進(jìn)行控制，軸控制是要求最高的位置控制，不僅對(duì)單個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)速度和位置精度的控制有嚴(yán)格要求，而且在多軸聯(lián)動(dòng)時(shí)，還要求各移動(dòng)軸有很好的動(dòng)態(tài)配合，才能保證加工效率、加工精度和表面粗糙度要求。
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