數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動系統(tǒng)-展示頁
2025-01-06 16:30本頁面
【正文】 足要求。 分段無級變速原理 ? 采用齒輪減速雖然可增大低速時的輸出轉(zhuǎn)矩，但同時降低了最高主軸轉(zhuǎn)速。因此數(shù)控機(jī)床常采用 1~4擋齒輪變速與無級調(diào)速相結(jié)合的方案，即分段無級變速。但低速段輸出轉(zhuǎn)矩常無法滿足強(qiáng)切削轉(zhuǎn)矩的要求。由于電動機(jī)與主軸合二為一，既簡化了結(jié)構(gòu)，也消除了振動，降低了噪聲，非常有利于高速運行。電動機(jī)軸就是主軸本身，而電動機(jī)的定子被拼入在主軸內(nèi)。這類電動機(jī)的恒功率范圍也很寬。尤其是繞組數(shù)切換方法比較方便，而且，每套繞組都能分別設(shè)計成最佳的功率特性，能得到非常寬的恒功率范圍。 主軸電動機(jī)及驅(qū)動裝置 ?交流電動機(jī)及驅(qū)動裝置 ? 輸出轉(zhuǎn)換型交流主軸電動機(jī) ：為滿足機(jī)床切削的需要，要求主軸電動機(jī)在任何刀具切削速度下都能提供恒定的功率， FANUC公司開發(fā)出一種稱為輸出轉(zhuǎn)換型交流主軸電動機(jī)。但永磁式伺服電動機(jī)和脈寬調(diào)制（ PWM）調(diào)速裝置都不能適應(yīng)主軸電動機(jī)輸出功率的要求，數(shù)控機(jī)床的主軸電動機(jī)一般只能采用它勵式直流電動機(jī)和三相全控晶閘管調(diào)速裝置。 三、伺服系統(tǒng)的分類 （ 1）按調(diào)節(jié)理論分類 ?開環(huán)伺服系統(tǒng) ?閉環(huán)伺服系統(tǒng) ?半閉環(huán)系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)的分類 （ 2）按使用的執(zhí)行元件分類 ?電液伺服系統(tǒng) ?電氣伺服系統(tǒng) （步進(jìn)伺服系統(tǒng)、直流伺服系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)） 伺服系統(tǒng)的分類 （ 3）按被控對象分類 ?進(jìn)給伺服系統(tǒng) ?主軸伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)的分類 （ 4）按反饋比較控制方式分類 ?脈沖、數(shù)字比較伺服系統(tǒng) ?相位比較伺服系統(tǒng) ?幅值比較伺服系統(tǒng) ?全數(shù)字伺服系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動系統(tǒng) ?主軸驅(qū)動裝置及工作特性 ?主軸分段無極變速及控制 ?主軸準(zhǔn)?？刂? ?主軸與進(jìn)給軸關(guān)聯(lián)控制 一、主軸驅(qū)動裝置及工作特性 （ 1）主軸電動機(jī)及驅(qū)動裝置 ? 數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動系統(tǒng)由主軸驅(qū)動裝置和主軸電動機(jī)兩部分構(gòu)成，有直流電動機(jī)及相應(yīng)的驅(qū)動裝置和交流電動機(jī)及相應(yīng)的驅(qū)動裝置兩種。因此，要求伺服系統(tǒng)在低速時要有大的轉(zhuǎn)矩輸出。但對于一般的數(shù)控機(jī)床而言，要求進(jìn)給伺服系統(tǒng)在 0~24m/min進(jìn)給速度范圍內(nèi)都能工作就足夠了。通常表示為： ? 在數(shù)控機(jī)床中，由于加工用刀具，被加工材質(zhì)及零件加工要求的不同，進(jìn)給伺服系統(tǒng)需要具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍。這二方面的要求往往是矛盾的，實際應(yīng)用中要采取一定措施，按工藝加工要求做出一定的選擇。為了保證輪廓切削形狀精度和低的加工表面粗糙度，要求伺服系統(tǒng)跟蹤指令信號的響應(yīng)要快。穩(wěn)定性是保證數(shù)控機(jī)床正常工作的條件，直接影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度。在速度控制中，要求較高的調(diào)速精度，具有比較強(qiáng)的抗負(fù)載擾動能力，對靜態(tài)、動態(tài)精度要求都比較高。作為數(shù)控加工，對定位精度和輪廓加工精度要求都比較高，定位精度一般允許的偏差為~，甚至 。電力電子驅(qū)動裝置由驅(qū)動信號產(chǎn)生電路和功率放大器等組成。它是一個三環(huán)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其中，外環(huán)是位置環(huán)，中環(huán)是速度環(huán)，內(nèi)環(huán)為電流環(huán)。第 5章 數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動系統(tǒng) ?概述 ?數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動系統(tǒng) ?數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng) 概述 ?伺服系統(tǒng)的組成 ?數(shù)控機(jī)床對伺服系統(tǒng)的基本要求 ?伺服系統(tǒng)的分類 一、伺服系統(tǒng)的組成 ? 數(shù)控伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)（ M）、驅(qū)動信號控制轉(zhuǎn)換電路、電力電子驅(qū)動放大模塊、電流調(diào)解單元、速度調(diào)解單元、位置調(diào)解單元和相應(yīng)的檢測裝置（如光電脈沖編碼器 G）等組成。一般閉環(huán)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 。 伺服系統(tǒng)的組成 ? 位置環(huán)由位置調(diào)節(jié)控制模塊、位置檢測和反饋控制部分組成； ? 速度環(huán)由速度比較調(diào)節(jié)器、速度反饋和速度檢測裝置（如測速發(fā)電機(jī)、光電脈沖編碼器等）組成； ? 電流環(huán)由電流調(diào)節(jié)器、電流反饋和電流檢測環(huán)節(jié)組成。 二、數(shù)控機(jī)床對伺服系統(tǒng)的基本要求 1）精度高 ? 伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的精確程度。輪廓加工精度與速度控制、聯(lián)動坐標(biāo)的協(xié)調(diào)一致控制有關(guān)。 數(shù)控機(jī)床對伺服系統(tǒng)的基本要求 2） 穩(wěn)定性好 ?穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過程后，達(dá)到新的或者恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，對伺服系統(tǒng)要求有較強(qiáng)的抗干擾能力。 數(shù)控機(jī)床對伺服系統(tǒng)的基本要求 3） 快速響應(yīng) ? 快速響應(yīng)是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的重要指標(biāo)，它反映了系統(tǒng)的跟蹤精度。一方面要求過渡過程（電機(jī)從靜止到額定轉(zhuǎn)速）的時間要短，一般在 200ms以內(nèi)，甚至小于幾十毫秒；另一方面要求超調(diào)要小。 數(shù)控機(jī)床對伺服系統(tǒng)的基本要求 4）調(diào)速范圍寬 ? 調(diào)速范圍是 指生產(chǎn)機(jī)械要求電機(jī)能提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比。目前較先進(jìn)的水平是，在分辨率為 1的情況下，進(jìn)給速度范圍為 0~240m/min，且無級連續(xù)可調(diào)。 nR minmaxnnRn ? 數(shù)控機(jī)床對伺服系統(tǒng)的基本要求 5） 低速大轉(zhuǎn)矩 ?機(jī)床加工的特點是，在低速時進(jìn)行重切削。進(jìn)給坐標(biāo)的伺服控制屬于恒轉(zhuǎn)矩控制，在整個速度范圍內(nèi)都要保持這個轉(zhuǎn)矩；主軸坐標(biāo)的伺服控制在低速時為恒轉(zhuǎn)矩控制，能提供較大轉(zhuǎn)矩；在高速時為恒功率控制，具有足夠大的輸出功率。 ? 直流電動機(jī)及驅(qū)動裝置 ? 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸采用永磁式伺服電動機(jī)和脈寬調(diào)制（ PWM）調(diào)速裝置，其特點是慣性小、調(diào)速性能優(yōu)越，便于位置控制應(yīng)用。為縮小電動機(jī)體積并改善冷卻效果，常采用軸向強(qiáng)迫風(fēng)冷或熱管冷卻方式。其輸出切換方法很多，包括三角形 — 星形切換和繞組數(shù)切換，或二者組合切換。 交流電動機(jī)及驅(qū)動裝置 ? 液體冷卻主軸電動機(jī) ：其結(jié)構(gòu)特點是在電動機(jī)外殼和前端蓋中間有一個獨特的油路通道，用強(qiáng)迫循環(huán)的潤滑油經(jīng)此來冷卻繞組和軸承，使電動機(jī)可在 20230r/min高速下連續(xù)運行。 ? 內(nèi)裝式主軸電動機(jī)（電主軸） ：將主軸與電動機(jī)合為一體。內(nèi)裝式主軸電動機(jī)由
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