一、概述(熟悉)
伺服驅(qū)動系統(tǒng)簡稱伺服系統(tǒng)(Serve system),是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)。
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。
?。ㄒ唬┧欧?qū)動系統(tǒng)的分類
按控制對象和使用目的 | 進(jìn)給伺服系統(tǒng) | 用于控制機床各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給運動,是一種精密的位置跟蹤、定位系統(tǒng),它包括速度控制和位置控制?!?/TD> |
主軸伺服系統(tǒng) | 用于控制機床主軸的旋轉(zhuǎn)運動和切削過程中的轉(zhuǎn)矩和功率,一般只以速度控制為主?!?/TD> | |
輔助伺服系統(tǒng) | 用在各類加工中心或多功能數(shù)控機床中,用來控制刀庫、料庫等輔助系統(tǒng),一般多采用簡易的位置控制?!?/TD> | |
按伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)理論 | 數(shù)控機床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)?!?/TD> | |
按驅(qū)動部件的動作原理 | 電液控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng),其中,電氣控制系統(tǒng)分為步進(jìn)電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機驅(qū)動系統(tǒng)。 | |
按反饋比較控制方式 | 脈沖比較、相位比較、幅值比較和全數(shù)字等伺服系統(tǒng)?!?/TD> |
(二)數(shù)控機床對伺服驅(qū)動系統(tǒng)的要求
對進(jìn)給伺服驅(qū)動系統(tǒng)的要求:
高精度 | 要求伺服系統(tǒng)準(zhǔn)確定位,即定位誤差特別是重復(fù)定位誤差要小,并且伺服系統(tǒng)的跟隨精度高,即跟隨誤差小。一般定位精度達(dá)到μm級,高的要求達(dá)到±0.01~±0.005μm。 |
快速響應(yīng),無超調(diào) | 加工過程中,為了提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量,要求加(減)速度足夠大,以便縮短伺服系統(tǒng)過渡過程時間。一般電動機速度從零變到最高速,或從最高速降至零,時間在200毫秒以下,甚至小于幾十毫秒。 |
調(diào)速范圍寬 | 為保證在任何情況下都能得到最佳切削條件,要求進(jìn)給驅(qū)動必須具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍(至少達(dá)到1:1000,有些高性能系統(tǒng)已能達(dá)到1:100000)。而且通常是無級調(diào)速?!?/TD> |
低速大轉(zhuǎn)矩 | 具有較強的過載能力。力矩波動要小,一般允許的波動數(shù)在3%左右?!?/TD> |
可靠性高 | 對環(huán)境的適應(yīng)性強,性能穩(wěn)定,使有壽命長,平均無故障間隔時間長?!?/TD> |
對主軸驅(qū)動系統(tǒng)的要求:
主軸驅(qū)動系統(tǒng)不僅應(yīng)該具有寬的調(diào)速范圍,而且能在盡可能寬的速度范圍內(nèi)保持恒功率輸出。為了滿足不同數(shù)控機床的加工要求,還對主軸驅(qū)動系統(tǒng)提出一些特殊要求,如:
為了能在數(shù)控車床等機床上加工螺紋,要求主軸驅(qū)動與進(jìn)給驅(qū)動實行同步控制;
為了保證端面加工的表面粗糙度,要求數(shù)控車床、磨床等機床的主軸驅(qū)動系統(tǒng)具有恒線速切削功能;
在加工中心上,由于自動換刀的需要,要求主軸驅(qū)動系統(tǒng)具有高精度的停位控制功能;
有的數(shù)控機床還要求主軸驅(qū)動系統(tǒng)具有角度的控制功能。