数控机床进给伺服系统有什么结构原理?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-03
论述数控机床的进给伺服系统有哪几部分组成?它们分别的作用如何

进给伺服系统主要由以下几个部分组成:伺服驱动电路、伺服驱动装置(电机)、位置检测装置、机械传动机构以及执行部件。
进给伺服系统接受数控系统发出的进给位移和速度指令信号,由伺服驱动电路作一定的转换和放大后,经伺服驱动装置和机械传动机构,驱动机床的执行部件进行工作进给和快速进给。

  数控机床进给伺服系统的作用是:
  伺服系统是数控装置和机床主机的联系环节,它用于接收数控装置插补器发出的进给脉冲或进给位移量信息,经过一定的信号转换和电压、功率放大,由伺服电机带动传动机构,最后转化为机床工作台相对于刀具的直线位移或回转位移。
  为了提高数控机床的性能,对机床用进给伺服系统提出了很高的要求。由于各种数控机床所完成的加工任务不同,所以对进给伺服系统的要求也不尽相同,但大致可概括为以下四个方面。
  (1)高精度为了保证零件加工质量和提高效率,要保证数控机床的定位精度和加工精度。因此,在位置控制中要求有高的定位精度,如5µm、1µm等;而在速度控制中,要求有高的调速精度、强的抗负载扰动的能力,也即要求静态和动态速降尽可能小。
  (2)快响应为了保证轮廓切削形状精度和加工表面粗糙度,除了要求有较高的定位精度外,还要求系统有良好的快速响应特性,即要求跟踪指令信号的响应要快,位置跟踪误差(位置跟踪精度)要小。
  (3)宽调速范围它是指在额定负载时电动机能提供的最高转速与最低转速之比。对于一般的数控机床而言,要求进给伺服系统能在0~24m/min下都能正常工作。
  (4)低速大转矩根据机床加工特点,大都是在低速时进行重切削,既要求在低速时进给伺服系统有大的转矩输出。

数控机床的伺服进给系统取代了传统机床的机械传动,这是数控机床的重要特征之一。数控机床的伺服系统是以机床移动部件的位移和速度为直接控制目标的自动控制系统。
伺服系统的性能在很大程度上决定了数控机床的性能.数控机床的最高移动速度、跟踪速度、定位精度等重要指标都取决于伺服系统的动态和静态特性。
不管是直流伺服系统还是交流伺服系统,伺服系统本身都是一个电流、速度的双闭环控制系统,以保证伺服进给的稳定。
伺服控制系统在数控机床上占有重要地位,所以,伺服系统的故障也是形响数控机床正常运行的主要因素。
数控机床进给伺服系统的原理:伺服系统是一种反馈控制系统,它以数控系统发出的指令信号作为输入的给定值与输出被调量进行比较,利用比较后的偏差值对系统进行自动调节,以消除偏差,使被调量跟踪给定值。所以,伺服系统的运动来源于偏差信号,必须具有反馈回路,始终处于过渡状态。

全数字进给伺服系统随着高速数字信号处理器、单片机、大规模集成电路的出现,以及可用逻辑电平控制其通断的电力半导体器件——功率晶体管、功率场效应管的商品化,使得高精度,多功能的全数字进给伺服系统从设想变成现实,并将逐渐成为进给伺服系统的主流。一种全数字进给伺服系统结构框图如图4-20所示,由脉宽调制(pwm)调速的直流伺服电机驱动,系统同样有位置控制,速度控制和电流控制等控制环节。电流控制器向pwm功率放大器输送逻辑电平型脉冲调宽控制信号,脉冲编码器pg提供位置与速度反馈信号,电流检测器发送电流反馈信号、pwm功率放大器输出可调直流电压驱动直流伺服电机完成位置伺服控制任务。位置控制、速度控制和电流控制环节的数字(软件)控制运算均由单片微机的cpu来完成,与cnc系统的计算机有双向通讯联系。在系统内部各个环节之间使用同一ram实行高速通讯处理。各环节可以采用不同的控制调节策略,通过软件可以设定、改变其结构与参数。系统最后输出逻辑电平型的脉宽调制信号,直接送至pwm功率放大器模块,该功率模块上也可以有电机的电流检测和脉冲编码器的中继传送等电路。

  • 数控机床进给伺服系统有什么结构原理?
    答:数控机床进给伺服系统的原理:伺服系统是一种反馈控制系统,它以数控系统发出的指令信号作为输入的给定值与输出被调量进行比较,利用比较后的偏差值对系统进行自动调节,以消除偏差,使被调量跟踪给定值。所以,伺服系统的运动来源于偏差信号,必须具有反馈回路,始终处于过渡状态。
  • 数控机床的伺服系统是一个双闭环系统,内环是速度环,外环是位置环。试...
    答:伺服系统其结构形式基本相同,以数控机床进给系统为例,伺服系统的一般结构如图所示。它是一个双闭环系统,内环是速度环,外环是位置环。速度环中用作速度反馈的检测装置为测速发电机、脉冲编码器等。速度控制单元是一个独立的单元部件,它由速度调节器、电流调节器及功率驱动放大器等各部分组成。位置环是...
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    答:工作原理:伺服驱动系统的控制对象是机床坐标轴的位移和速度,执行机构是伺服电机或步进 电动机;对输入指令信号进行控制和功率放大的部分 称为伺服放大器(亦称驱动器、伺服单元等),它是伺服驱动的核心。伺服系统本质上是一种随动系统。只不过被控量是位移或是其对时间的导数。如果要问什么是随动系统,...
  • 试述数控机床伺服系统的组成结构和基本要求
    答:一、数控机床伺服系统的组成结构:1、数控机床伺服系统包括进给伺服系统和主轴伺服系统。数控机床伺服系统是数控系统和机床机械传动部件间的连接环节,是数控机床的重要组成部分。伺服系统是以机床运动部件位置为控制量的自动控制系统,它根据数控系统插补运算生成的位置指令,精确地变换为机床移动部件的位移(包括...
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    答:4. 进给伺服驱动系统:伺服驱动系统负责将来自数控装置的位置控制指令转换为机床工作部件的实际运动。5. 主轴驱动系统:主轴驱动系统负责控制机床的主轴运动,与进给伺服驱动系统共同作用于机床。6. 可编程控制器(PLC):PLC负责对数控机床的辅助控制。7. 反馈系统:反馈系统包括位置反馈和速度反馈,用于监控...
  • 数控系统的工作原理是什么?@《伺服与运动控制》
    答:(2)有多种反馈比较原理与方法:根据检测装置实现信息反馈的原理不同,伺服系统反馈比较的方法也不相同。目前常用的有脉冲比较、相位比较和幅值比较3种。 (3)高性能的伺服电动机(简称伺服电机):用于高效和复杂型面加工的数控机床,伺服系统将经常处于频繁的启动和制动过程中。要求电机的输出力矩与转动惯量的比值大,以产...
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  • 数控车床的原理是什么
    答:伺服单元由驱动器、驱动电机组成,并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说,每一个脉冲信号使电机转过一个角度,进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统,...
  • 伺服系统组成
    答:伺服系统由控制器,功率驱动装置,电动机三部分组成。一、控制器 控制器按照数控系统的给定值和通过反馈装置检测的实际运行值的差,调节控制量。二、功率驱动装置 功率驱动装置作为系统的主回路,一方面按控制量的大小将电网中的电能作用到电动机之上,调节电动机转矩的大小,另一方面按电动机的要求把恒压恒...