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《數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng).ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第四章數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)的組成和分類數(shù)控機床伺服系統(tǒng)驅(qū)動裝置典型進給伺服系統(tǒng)學(xué)習(xí)導(dǎo)論：進給伺服系統(tǒng)是聯(lián)系CNC系統(tǒng)和機床進給運動執(zhí)行機構(gòu)的橋梁，加工工件輪廓形狀精度很大程度上取決于進給伺服系統(tǒng)的工作精度。通過本章學(xué)習(xí)，了解完善進給伺服系統(tǒng)的配置由位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)以及驅(qū)動裝置組成；伺服系統(tǒng)常見的類型及特點，掌握伺服系統(tǒng)常用驅(qū)動裝置如步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理；典型伺服系統(tǒng)如開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)的基本配置、控制原理及控制特點。數(shù)控機床進給伺服系
2、統(tǒng) 的組成和分類一、數(shù)控機床對進給伺服系統(tǒng)的要求（1）可逆運行可逆運行要求能靈活地正反向運行。在加工過程中，機床工作臺處于隨動狀態(tài)，根據(jù)加工軌跡的要求，隨時實現(xiàn)正向或反向運動。同時要求在方向變化時，不應(yīng)有反向間隙和運動損失。從能量角度看，應(yīng)該實現(xiàn)能量的可逆轉(zhuǎn)換，即在加工運行時，電動機從電網(wǎng)吸收能量改變?yōu)闄C械能；在制動時應(yīng)把電動機的機械慣性能量變?yōu)殡娔芑仞伣o電網(wǎng)，以實現(xiàn)快速制動。一、數(shù)控機床對進給伺服系統(tǒng)的要求（2）高精度數(shù)控機床是按預(yù)定的程序自動進行加工的，不同于普通機床用手動操作來調(diào)整和補償各種因素對加工精度的影響，故
3、要求數(shù)控機床的實際位移與指令位移之差要小?，F(xiàn)代數(shù)控機床的位移精度一般為0.01~0.001㎜，甚至可高達0.1μm，以保證加工質(zhì)量的一致性，保證復(fù)雜曲線、曲面零件的加工精度。一、數(shù)控機床對進給伺服系統(tǒng)的要求（3）調(diào)速范圍寬調(diào)速范圍是指最高進給速度和最低進給速度之比。由于加工所用刀具、被加工零件材質(zhì)以及零件加工要求的變化范圍很廣，為了保證在所有加工情況下都能得到最佳的切削條件和加工質(zhì)量，要求進給速度能在很大的范圍內(nèi)變化，即有很大的調(diào)速范圍。目前最先進水平是在脈沖當量或最小設(shè)定單位為1μm的情況下，進給速度能在0～240m／
4、min的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。一般數(shù)控機床的進給速度能在0～24m／min的范圍之內(nèi)連續(xù)可調(diào)并能滿足加工要求。在這一調(diào)速范圍內(nèi)，要求速度均勻、穩(wěn)定，低速時無爬行。還要求在零速時伺服電動機處于電磁鎖住狀態(tài)，以保證定位精度不變。一、數(shù)控機床對進給伺服系統(tǒng)的要求（4）快速響應(yīng)并無超調(diào)為了保證輪廓切削形狀精度和低的加工表面粗糙度，對進給伺服系統(tǒng)除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號的響應(yīng)要快。這就對伺服系統(tǒng)的動態(tài)性能提出了兩方面的要求：一方面在伺服系統(tǒng)處于頻繁地起動、制動、加速、減速等動態(tài)過程中，為
5、了提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量，則要求加、減速度足夠大，以縮短過渡過程時間。一、數(shù)控機床對進給伺服系統(tǒng)的要求（5）低速大轉(zhuǎn)矩機床加工，大多是低速時進行切削，即在低速時進給驅(qū)動要有大的轉(zhuǎn)矩輸出。二、進給伺服系統(tǒng)的組成如圖所示為數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)的組成。從圖中可以看出，它是一個雙閉環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)是速度環(huán)，外環(huán)是位置環(huán)。位置環(huán)的輸入信號是計算機給出的指令信號和位置檢測裝置反饋的位置信號，這個反饋是一個負反饋，即與指令信號的相位相反。指令信號是向位置環(huán)送去加數(shù)，而反饋信號向位置環(huán)送去減數(shù)。位置檢測裝置通常有光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、光
6、柵尺、感應(yīng)同步器或磁柵尺等。它們或者直接對位移進行檢測，或者間接對位移進行檢測。數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)組成示意圖例三、數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)的分類（1）開環(huán)伺服系統(tǒng)開環(huán)伺服系統(tǒng)是最簡單的進給伺服系統(tǒng)，無位置反饋環(huán)節(jié)。如圖所示，這種系統(tǒng)的伺服驅(qū)動裝置主要是步進電動機、功率步進電動機、電液脈沖電動機等。由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動電路控制和功率放大后，使步進電動機轉(zhuǎn)動，通過齒輪副與滾珠絲杠螺母副驅(qū)動執(zhí)行部件。開環(huán)伺服系統(tǒng)示意圖例三、數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)的分類（2）閉環(huán)伺服系統(tǒng)閉環(huán)伺服系統(tǒng)原理圖如圖所示。系統(tǒng)所用的伺服驅(qū)動裝置
7、主要是直流或交流伺服電動機以及電液伺服閥—液壓馬達。與開環(huán)進給系統(tǒng)最主要的區(qū)別是：安裝在執(zhí)行部件上的位置檢測裝置，測量執(zhí)行部件的實際位移量并轉(zhuǎn)換成電脈沖，反饋到輸入端并與輸人位置指令信號進行比較，求得誤差，依此構(gòu)成閉環(huán)位置控制。由于采用了位置檢測反饋裝置，所以閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位移精度主要取決于檢測裝置的精度。閉環(huán)伺服系統(tǒng)的定位精度一般可達±0.01mm～±0.005mm。閉環(huán)伺服系統(tǒng)示意圖例三、數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)的分類（3）半閉環(huán)伺服系統(tǒng)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)如圖所示。將檢測元件安裝在中間傳動件上，間接測量執(zhí)行部件位置的系統(tǒng)稱為
8、半閉環(huán)系統(tǒng)。閉壞系統(tǒng)可以消除機械傳動機構(gòu)的全部誤差，而半閉環(huán)系統(tǒng)只能補償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部分元件的誤差，因此，半閉環(huán)系統(tǒng)的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度要低一些，但是它的結(jié)構(gòu)與凋試都比較簡單。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)示意圖例三、數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)的分類（4）全數(shù)字伺服系統(tǒng)隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和伺服控制技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)已經(jīng)
