文档介绍：第六章数控机床的伺服系统
数控机床的伺服系统
概述
步进电机及其驱动控制系统
交流伺服电机及速度控制系统
位置控制
概述
数控机床伺服系统概念描述
数控机床伺服系统结构构成
数控机床伺服系统分类
伺服系统的性能(进给伺服和主轴伺服)
概念:
数控机床伺服系统是以机床移动部件的位置和速度为控制量的自动控制系统,又称随动系统、拖动系统或伺服机构。
数控机床的最高运动速度、跟踪及定位精度、加工表面质量、生产率及工作可靠性等技术指标,主要决定于伺服系统的动态和静态性能。
伺服系统构成
数控机床伺服系统结构构成
驱动控制单元
执行元件
机
床
比较控制环节
反馈检测单元
进给指令
数控机床伺服驱动系统的基本组成
数控机床伺服系统的分类
(1)按驱动执行元件的动作原理分为电液伺服驱动系统和电气伺服驱动系统
(2)按其控制原理和有无位置检测反馈环节分为开环系统和闭环系统;
(3)按用途和功能分为进给驱动系统和主轴驱动系统;
伺服系统的性能(进给伺服驱动系统)
(1)高精度:数控机床伺服系统的精度是指机床工作的实际位置
复现插补器指令信号的精确程度。
(2)稳定性好:伺服系统的稳定性是指系统在突变的指令信号或外界
扰动的作用下,能够以最大的速度达到新的或恢复到原有的平衡位
置的能力。稳定性是直接影响数控加工精度和表面粗糙度的重要指
标。较强的抗干扰能力是获得均匀进给速度的重要保证。
(4) 电机调速范围宽:调速范围是指数控机床要求电机能提供的
最高转速和最低转速之比。
(5)低速大转距
(6)可靠性高
(3) 动态响应速度快,无超调:系统跟踪指令信号的速度要快,
过渡时间尽可能短,而且无超调。
数控机床主轴驱动伺服系统性能
(1) 主轴与进给驱动的同步控制功能
(2) 准停控制功能
(3)角度分度控制:角度分度控制有两种类型:一是固定的等分角度控制;二是连续的任意角度控制。任意角度控制是带有角位移反馈的位置伺服系统,这种主轴坐标具有进给坐标的功能,称为“C”轴控制。
步进电机及其驱动控制系统
步进电机是一种用电脉冲信号进行控制、并将电脉冲信号转换成相应的角位移的执行器,也称脉冲电机。
每给步进电机输入一个电脉冲信号,其转轴就转过一个角度,称为步距角。
其角位移量与电脉冲数成正比,其转速与电脉冲信号输入的频率成正比,通过改变频率就可以调节电机的转速。

主要用在速度和精度要求不高的经济型数控机床和旧机床设备的改造
步进电机工作原理
步进电机是按电磁吸引的原理进行工作的。
图6-4三相反应式步进电机三相三拍工作原理示意图