文档介绍：伺服系统在金切机床进给系统上应用分析

随着模具及五金等行业技术与市场的发展,对数控金切机床需求越来越大,相效普通机床,数控机床从加工效率,精度,,更是灵魂所在.
关健词: 进给系统. 整定时间. 惯量匹配. 刚性. 跟随误差. 快速响应.
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进给系统对一台数控机床而言,其主要任务是将滑动件(工作台或主轴头、立柱等)沿着导轨,依指令速率平稳的运动,其中除了考虑机械传动元件的设计外,还牵涉到数控系统控制进给功能及精度问题,伺服定位控制问题。所以说,本质上进给系统实为一机电整合系统.(使加工件或刀具能依既定的速度、位置、做高精度的移动)
(图一:进给系统简易架构)
完整机床进给系统,一般是由上位控制命令部分(数控系統),驱动部分(伺服驱动器及电机)、检测部件以及机械传动机构四大部分组成(图二)。按照伺服进给系统的结构特点,它通常又分为三种基本结构类型:开环、闭环、,容易整定,稳定性较好,且能较方便地通过补偿来提高位置控制精度,电气控制部分与执行机械相对独立,(一般使用交流伺服电机自带的光学编码器作为检测装置).

(图二)
   

进给系统在设计与使用前,必需有几项基本的考虑:
,以便改变进给速率.
,以便改变进给方向.
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,以便滑(移)动件能准确定位(一般使用伺服自带光学编
码器)
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衡量机械系统的动态特性时,惯量越小,系统的动态特性反应越好;惯量越大,电机的负载也就越大,越难控制,但机械系统的惯量需和电机惯量相匹配才行。不同的机构,对惯量匹配原则有不同的选择,且有不同的作用表现。金切机床通过伺服电机作高速切削时,当负载惯量增加时,会发生:,电机需花费较多时间才能达到新指令的速度要求;,会发生较大误差.
,当JL ≦ 3JM,则上面的问题不会发生。
≧5× JM,电机的可控性会明显下降,在高速曲线切削时表现突出

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数控机床价值取决于『用在那里?』不在于『具备什么样的性能条件』

(图三)
数控金切机床对伺服进给系统的设计要求可归纳为(表一):

(表一) 进给系统性能基本要求
性能要求
性能定义
具体内容
稳定性
为进给系统能够正常工作的基本条件, .即系统在自动状态或外界干扰下,系统的输出在经过多次震荡下仍能迅速稳定
相对稳定性
绝对稳定性
精度
进给系统的精度是指输出值相对于输入值的精确程度
动态误差
静态误差
快速响应性
指系统对输入讯号的响应速度及暂态过程结束的迅速程度
系统响应时间.
传动装置的加速能力