文档介绍：第6章数控机床伺服系统
内容提要
本章将详细讨论进给伺服系统的软件硬件结构;进给伺服系统基本功能的原理及实现方法。
2017/12/23
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第6章数控机床伺服系统
进给伺服系统是数控系统主要的子系统。C装置是数控系统的“大脑”,是发布“命令”的“指挥所”,那么进给伺服系统则是数控系统的“四肢”,是一种“执行机构”。C装置发来的运动命令,精确控制执行部件的运动方向,进给速度与位移量。
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第一节概述
. 进给伺服系统的定义及组成
. 定义:
进给伺服系统(Feed Servo System)——以移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统。
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组成: 进给伺服系统主要由以下几个部分组成:位置控制单元;速度控制单元;驱动元件(电机);检测与反馈单元;机械执行部件。
位置控制调节器
速度控制
调节与驱动
检测与反馈单元
位置控制单元
速度控制单元
+
+
-
-
电机
机械执行部件
CNC插补
指令
实际位置反馈
实际速度反馈
一、进给伺服系统的定义及组成
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3、进给伺服驱动系统由进给伺服系统中的驱动电机及其控制和驱动装置组成。
4、驱动电机是进给系统的动力部件,它提供执行部分运动所需的动力,在数控机床上常用的电机有:
步进电机
直流伺服电机
交流伺服电机
直线电机。
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5 、速度单元是上述驱动电机及其控制和驱动装置,通常驱动电机与速度控制单元是相互配套供应的,其性能参数都是进行了相互匹配,这样才能获得高性能的系统指标。
6、速度控制单元主要作用:接受来自位置控制单元的速度指令信号,对其进行适当的调节运算(目的是稳速),将其变换成电机转速的控制量(频率,电压等),再经功率放大部件将其变换成电机的驱动电量,使驱动电机按要求运行。简言之:调节、变换、功放。
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7、进给驱动系统的特点(与主运动(主轴)系统比较):
功率相对较小;
控制精度要求高;
控制性能要求高,尤其是动态性能。
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二、NC机床对数控进给伺服系统的要求
调速范围要宽且要有良好的稳定性(在调速范围内)
调速范围:
一般要求:
稳定性:指输出速度的波动要少,尤其是在低速时的平稳性显得特别重要。
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输出位置精度要高
静态:定位精度和重复定位精度要高,即定位误差和重复定位误差要小。(尺寸精度)
动态:跟随精度,这是动态性能指标,用跟随误差表示。(轮廓精度)
灵敏度要高,有足够高的分辩率。
二、NC机床对数控进给伺服系统的要求
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负载特性要硬
在系统负载范围内,
当负载变化时,输出速度应基本不变。即△F尽可能小;
当负载突变时,要求速度的恢复时间短且无振荡。即△t尽可能短;
应有足够的过载能力,以满足低速大转矩的要求。(高速恒功率,低速恒转矩)
这是要求伺服系统有良好的静态与动态刚度。
t
F
△t
△F
二、NC机床对数控进给伺服系统的要求
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