數控機床伺服系統的分類及特點

 

　　數控機床伺服系統又稱為位置隨動系統,簡稱為伺服系統。數控機床伺服系統是把數控信息轉化為機床進給運動的執行機構，在許多自動化控制領域廣泛應用。數控機床伺服系統的種類繁多、技術原理各具特色，這對其應用帶來很大的困擾，本文就數控機床伺服系統的分類及其應用要求做簡單介紹。

 

　　數控機床伺服系統的分類

 

　　數控機床伺服系統按其用途和功能分為進給驅動系統和主軸伺服系統;按其控制原理和有無位置檢測反饋環節分為開環系統和閉環系統;按驅動執行元件的動作原理分為電液伺服驅動系統和電氣伺服驅動系統。電氣伺服驅動系統又分為直流伺服驅動系統和交流伺服驅動系統。

 

　　1.進給驅動與主軸驅動

 

　　進給驅動是用于數控機床工作臺或刀架坐標的控制系統，控制機床各坐標軸的切削進給運動，并提供切削過程所需的轉矩。主軸驅動控制機床主軸的旋轉運動，為機床伺服系統主軸提供驅動功率和所需的切削力。一般地，對于進給驅動系統，主要關心它的轉矩大小、調節范圍的大小和調節精度的高低，以及動態響應速度的快慢。對于主軸驅動系統，主要關心其是否具有足夠的功率、寬的恒功率調節范圍及速度調節范圍。

 

　　2.開環控制和閉環控制

 

　　數控機床伺服驅動系統按有無位置反饋分兩種基本的控制結構，即開環控制和閉環控制。由此形成位置開環控制系統和位置閉環控制系統。閉環控制系統又可根據位置檢測裝置在機床上安裝的位置不同，進一步分為半閉環伺服驅動控制系統和全閉環伺服驅動控制系統。若位置檢測裝置安裝在機床的工作臺上，構成的伺服驅動控制系統為全閉環控制系統;若位置檢測裝置安裝在機床絲杠上，構成的伺服驅動控制系統則為半閉環控制系統。現代數控機床的伺服驅動多采用閉環控制系統。開環控制系統常用于經濟型數控或老設備的改造。

 

　　3.伺服系統的直流伺服驅動與交流伺服驅動

 

　　70年代和80年代初，數控機床多采用直流伺服驅動。直流大慣量伺服電機具有良好的寬調速性能，輸出轉矩大，過載能力強，而且，由于電機慣性與機床傳動部件的慣量相當，構成閉環后易于調整。而直流中小慣量伺服電機及其大功率晶體管脈寬調制驅動裝置，比較適應數控機床對頻繁啟動、制動，以及快速定位、切削的要求。但直流電機一個最大的特點是具有電刷和機械換向器，這限制了它向大容量、高電壓、高速度方向的發展，使其應用受到限制。