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进给伺服系统的概念及技术要求与系统

2018-11-19 浏览量:41

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一、进给伺服系统的概念

1、组成:

进给伺服系统是以机床移动部件(如工作台)的位置和速度作为控制量的自动控制系统,通常由伺服驱动装 置、伺服电机、机械传动机构及执行部件组成。

2、作用:

接受数控装置发出的进给速度和位移指令信号,由伺服驱动装置作一定的转换和放大后,经伺服电机(直流、交 流伺服电机、功率步进电机等)和机械传动机构,驱动机 床的工作台等执行部件实现工作进给或快速运动。

3、基本技术要求

1)精度高

伺服系统的精度是指输出量能复现输入量的精确程度。在速度控制中,要求高的调速精度,比较强的抗负 载扰动能力。即对静、动态精度要求都比较高。

2)稳定性好

稳定性是指系统在给定输入或外界干扰作用下,能在短暂的调节过程后,达到新的或者恢复到原来的平衡 状态。 对伺服系统要求有较强的抗干扰能力,保证进 给速度均匀、平稳。 稳定性直接影响数控加工的精度 和表面粗糙度。

3)快速响应

快速响应是伺服系统动态品质的重要指标,它反映了系统的跟踪精度。为了保证轮廓切削形状精度和低的加 工表面粗糙度,要求伺服系统跟踪指令信号的响应要 快。 这一方面要求过渡过程时间要短,一般在200ms以 内,甚至小于几十毫秒; 另一方面要求超调要小。

4)调速范围宽

数控机床中,进给伺服系统的调速范围与伺服系统的分辨率有关。 一般的调速范围要求在脉冲当量为0.001mm 时达到0-24m/min

要求有较宽的无级调速范围,在低速时运行平稳无爬行。

二、分类

☆步进电机驱动系统:反应式、混合式

☆直流伺服驱动系统:永磁直流伺服电动机

☆交流伺服驱动系统:永磁交流伺服电动机

三、位置伺服驱动系统的开环、闭环控制

☆开环控制系统

以步进电机作为驱动元件,没有位置和速 度检测元件及反馈, 位置控制精度完全由 进给传动机构的精度 及电气控制精度决 定,控制精度低。

☆半闭环控制系统

以伺服电机作为驱动元件,有测速元件和位置检测。通过测量滚珠丝杠的角位移间 接测量出工作台的直线位移。通过对传动 系统的误差补偿,可获得很高的位置控制精度。

☆全闭环控制系统

位置检测装置安装在工作台上,直接反映工作台的直线位移,位置控制精度比半闭环高,控制原理同半闭环。 由于受导轨摩擦系数、传动的润滑状况,传动间隙大小 等因素的影响,系统的稳定性不如半闭环。

☆混合闭环控制系统:有开环补偿型和半闭环补偿型

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