伺服系統(tǒng)在數(shù)控車床中的應(yīng)用
更新時(shí)間：2013-10-15
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伺服系統(tǒng)在機(jī)床行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛因此伺服系統(tǒng)和機(jī)床的關(guān)系已經(jīng)非常緊密。作為數(shù)控機(jī)床的重要功能部件，伺服系統(tǒng)是影響系統(tǒng)加工性能的重要指標(biāo)。隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，伺服控制系統(tǒng)在機(jī)床行業(yè)的應(yīng)用也在不斷完善，其之間的配合猶如一對(duì)老朋友，越來(lái)越默契了。
臥式數(shù)控機(jī)床由CNC控制器，伺服驅(qū)動(dòng)及電機(jī)、電器柜和數(shù)控機(jī)床的機(jī)架四部分組成。其工作原理是：通過(guò)CNC內(nèi)配置的編程軟件，將加工零件的的軌跡用坐標(biāo)的方式表達(dá)出來(lái)，把這些信息轉(zhuǎn)化成能使驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的帶有功率的信號(hào)（脈沖串），控制伺服電機(jī)帶動(dòng)相應(yīng)軸來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡。
同時(shí)，刀架上配有數(shù)控車刀，通過(guò)按加工材質(zhì)配置相應(yīng)的刀具，對(duì)固定于主軸上的加工材料進(jìn)行切削，即可加工出相應(yīng)的工件。
在數(shù)控機(jī)床上，伺服調(diào)控系統(tǒng)是其*的一部分。其任務(wù)是把數(shù)控信息轉(zhuǎn)化為機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)控制。由于數(shù)控機(jī)床對(duì)產(chǎn)品加工時(shí)要求高，所以采用的伺服控制系統(tǒng)十分關(guān)鍵。
目前在數(shù)控機(jī)床上使用的伺服控制系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)主要有：精度高，伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的程度。包括定位精度和輪廓加工精度；穩(wěn)定性好，穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過(guò)程后，達(dá)到新的或者恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)。直接影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度；快速響應(yīng)，快速響應(yīng)是伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)的重要指標(biāo)，它反映了系統(tǒng)的跟蹤精度；調(diào)速范圍寬，其調(diào)速范圍可達(dá)0—30m/min；低速大轉(zhuǎn)矩，進(jìn)給坐標(biāo)的伺服控制屬于恒轉(zhuǎn)矩控制，在整個(gè)速度范圍內(nèi)都要保持這個(gè)轉(zhuǎn)矩，主軸坐標(biāo)的伺服控制在低速時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩控制，能提供較大轉(zhuǎn)矩，在高速時(shí)為恒功率控制，具有足夠大的輸出功率。
在機(jī)床進(jìn)給伺服中采用的主要是永磁同步交流伺服系統(tǒng)，有三種類型：模擬形式、數(shù)字形式和軟件形式。模擬伺服用途單一，只接收模擬信號(hào)，位置控制通常由上位機(jī)實(shí)現(xiàn)。數(shù)字伺服可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，如做速度、力矩、位置控制。可接收模擬指令和脈沖指令，各種參數(shù)均以數(shù)字方式設(shè)定，穩(wěn)定性好。具有較豐富的自診斷、報(bào)警功能。軟件伺服是基于微處理器的全數(shù)字伺服系統(tǒng)。其將各種控制方式和不同規(guī)格、功率的伺服電機(jī)的監(jiān)控程序以軟件實(shí)現(xiàn)。使用時(shí)可由用戶設(shè)定代碼與相關(guān)的數(shù)據(jù)即自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)。配有數(shù)字接口，改變工作方式、更換電動(dòng)機(jī)規(guī)格時(shí)，只需重設(shè)代碼即可，故也稱伺服。
交流伺服已占據(jù)了機(jī)床進(jìn)給伺服的主導(dǎo)地位，并隨著新技術(shù)的發(fā)展而不斷完善，具體體現(xiàn)在三個(gè)方面。一是系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)裝置中的電力電子器件不斷向高頻化方向發(fā)展，智能化功率模塊得到普及與應(yīng)用；二是基于微處理器嵌入式平臺(tái)技術(shù)的成熟，將促進(jìn)先進(jìn)控制算法的應(yīng)用；三是網(wǎng)絡(luò)化制造模式的推廣及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的成熟，將使基于網(wǎng)絡(luò)的伺服控制成為可能。
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