数控机床中的伺服系统分析
一、概述
伺服系统是以机械运动的驱动设备,电动机为控制对象,以控制器为核 心,以电力电子功率变换装置为执行机构,在自动控制理论的指导下组成的电 气传动自动控制系统。
作为数控机床的执行机构,伺服系统将电力电子器件、控制、驱动及保 护等集为一体,并随着数字脉宽调制技术、特种电机材料技术、微电子技术及 现代控制技术的进步,经历了从步进到直流,进而到交流的发展历程。数控机 床中的伺服系统种类繁多,本文通过分析其结构及简单归分,对其技术现状及 发展趋势作简要探讨。
二、伺服系统的结构及分类
从基本结构来看,伺服系统主要由三部分组成:控制器、功率驱动装置、 反馈装置和电动机(
三、进给伺服系统的现状与展望
进给伺服以数控机床的各坐标为控制对象,产生机床的切削进给运动。 为此,要求进给伺服能快速调节坐标轴的运动速度,并能精确地进行位置控制。 具体要求其调速范围宽、位移精度高、稳定性好、动态响应快。根据系统使用 的电动机,进给伺服可细分为步进伺服、直流伺服、交流伺服和直线伺服。 (一)步进伺服系统
步进伺服是一种用脉冲信号进行控制,并将脉冲信号转换成相应的角位 移的控制系统。其角位移与脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比,通过改变 脉冲频率可调节电动机的转速。如果停机后某些绕组仍保持通电状态,则系统 还具有自锁能力。步进电动机每转一周都有固定的步数,如 500 步、1000 步、
50 000 步等等,从理论上讲其步距误差不会累计。
步进伺服结构简单,符合系统数字化发展需要,但精度差、能耗高、速 度低,且其功率越大移动速度越低。特别是步进伺服易于失步,使其主要用于 速度与精度要求不高的经济型数控机床及旧设备改造。但近年发展起来的恒斩 波驱动、PWM 驱动、微步驱动、超微步驱动和混合伺服技术,使得步进电动 机的高、低频特性得到了很大的提高,特别是随着智能超微步驱动技术的发展, 将把步进伺服的性能提高到一个新的水平。tips:感谢大家的阅读,本文由我司 收集整编。仅供参阅!