數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)發(fā)展應(yīng)用
20世紀(jì)50年代出現(xiàn)數(shù)控機(jī)床以來,作為數(shù)控機(jī)床重要組成部分的伺服系統(tǒng),隨著新材料、電子電力、控制理論等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,經(jīng)歷了從步進(jìn)伺服系統(tǒng)到直流伺服系統(tǒng)再到今天的交流伺服系統(tǒng)的過程。交流伺服技術(shù)的日益發(fā)展,交流伺服系統(tǒng)將逐步全面取代直流伺服系統(tǒng)。
數(shù)控(Numerical Control)是數(shù)控技術(shù)的簡(jiǎn)稱。它是利用數(shù)字化的信息對(duì)機(jī)床及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要部分,它隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展?,F(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)都是由計(jì)算機(jī)完成以前硬件數(shù)控所做的工作,為特別強(qiáng)調(diào),有時(shí)也稱為計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)數(shù)字控制CNC(Computer Numerical Control)系統(tǒng)是以微處理器技術(shù)為特征,并隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、通訊技術(shù)以及精密測(cè)量技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展完善的一種先進(jìn)加工制造系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)框圖見圖1所示,它由數(shù)控程序、輸入輸出設(shè)備、操作面板、CNC裝備、可編程控制器(PLC)、主軸伺服系統(tǒng)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、檢測(cè)裝備和一些電氣輔助裝置等組成。
伺服系統(tǒng)是以驅(qū)動(dòng)裝置—電機(jī)為控制對(duì)象,以控制器為核心,以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu),在自動(dòng)控制理論的指導(dǎo)下組成的電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng),它包括伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)。數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的作用在于接受來自數(shù)控裝置的指令信號(hào),驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件跟隨指令脈沖運(yùn)動(dòng),并保證動(dòng)作的快速和準(zhǔn)確,這就要求高質(zhì)量的速度和位置伺服。數(shù)控機(jī)床的精度和速度等技術(shù)指標(biāo)往往主要取決于伺服系統(tǒng)。
數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)發(fā)展與分類
數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)應(yīng)滿足以下基本要求:
精度高
數(shù)控機(jī)床不可能像傳統(tǒng)機(jī)床那樣用手動(dòng)操作來調(diào)整和補(bǔ)償各種誤差,因此它要求很高的定位精度和重復(fù)定位精度。
圖1 CNC系統(tǒng)框圖
快速響應(yīng)特性好
快速響應(yīng)是伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)的標(biāo)志之一。它要求伺服系統(tǒng)跟隨指令信號(hào)不僅跟隨誤差小,而且響應(yīng)要快,穩(wěn)定性要好。在系統(tǒng)給定輸入后,能在短暫的調(diào)節(jié)之后達(dá)到新的平衡或是受到外界干擾作用下能迅速恢復(fù)原來的平衡狀態(tài)。
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