隨著科學技術的不斷發(fā)展和生產技術的新要求,機電一體化技術得到了迅速的發(fā)展。在控制方法上,主要是從手動到自動;在控制功能上,從簡單到復雜;在操作上,從笨重到輕便。隨著新的控制理論和新的電子電氣設備的出現,為電氣控制技術的發(fā)展開辟了一條新的途徑。
二是數控加工中伺服系統的功能和組成。
在自動控制系統中,隨著輸入量的改變而以一定精度改變輸出的系統被稱為跟隨系統,也稱為伺服系統。數控機床的伺服系統是指利用機床運動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統,也稱為從動系統。
數控機床伺服系統的功能是接收來自數控裝置的指令信號,驅動機床運動部件跟隨指令脈沖運動,保證動作快速準確,要求高質量的速度和位置伺服。上面提到的重點是進給伺服控制,除了主運動伺服控制,但控制要求不如前者高。數控機床的精度和速度往往取決于伺服系統。
三、伺服系統的基本要求和特點
1。伺服系統基本要求
(1)穩(wěn)定性:穩(wěn)定性是指系統在給定的輸入或外部擾動下,經過短期調整后,能夠達到新的狀態(tài)或恢復到原來的平衡狀態(tài)。
(2)高精度:伺服系統的精度是指輸出可以跟隨輸入的精度。作為精密加工的數控機床,所需的定位精度或輪廓加工精度通常較高,允許偏差一般在0.01和0.001毫米之間。
(3)快速響應良好:快速響應是伺服系統動態(tài)質量的標志之一,要求跟蹤命令信號快速響應。一方面,它需要很短的過渡時間,通常小于200毫秒,甚至小于幾十毫秒。另一方面,為了滿足超調要求,需要過渡過程的陡前沿,即高上升率。
2.伺服系統的主要特點
(1)精密檢測裝置:形成速度和位置閉環(huán)控制。
(2)有多種反饋比較原理和方法:根據檢測裝置實現信息反饋的理論是不同的,伺服系統的反饋比較方法也不同。目前,脈沖比較主要有三種:相位比較和幅度比較。
(3)高性能伺服電機(簡稱伺服電機):用于高效復雜型材加工的數控機床。伺服系統通常處于頻繁啟動和制動過程中。要求電動機的輸出轉矩與轉動慣量之比大,以產生足夠大的加速或制動轉矩。
四、伺服系統分類
伺服系統分為分步伺服系統、直流電機伺服系統和交流電機伺服系統。根據控制方法,有開環(huán)伺服系統、閉環(huán)伺服系統、半閉環(huán)伺服系統。實際上,cnc系統也分為開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)三種,與伺服系統有關。
1.開環(huán)系統
它主要由驅動電路、執(zhí)行元件和機床組成。常用的執(zhí)行元件是步進電機,通常稱為以步進電機為執(zhí)行元件的開環(huán)系統。在該系統中,如果是大功率驅動,則采用步進電機作為執(zhí)行元件。
2.閉環(huán)系統
閉環(huán)系統由執(zhí)行元件、檢測單元、比較環(huán)節(jié)、驅動電路和機床五個部分組成.其組成框圖如圖所示。2。在閉環(huán)系統中,檢測元件檢測機床運動部件的實際位置,并將它們轉換成電信號并反饋給比較環(huán)節(jié)。常見的檢測元件包括旋轉變壓器、感應同步器、光柵、磁柵和編碼器盤。
五是伺服系統的發(fā)展方向
充分利用快速發(fā)展的電子計算機技術,采用數字伺服系統,利用計算機實現調節(jié)控制,增強軟件控制功能,消除了模擬電路非線性誤差和調節(jié)誤差、溫度漂移等因素的影響,大大提高了系統的性能。為實現伺服系統的最優(yōu)控制和自適應控制創(chuàng)造條件。