黃生 廈門圣企機電設備有限公司
A06B-6140-H006（數控機床專用）A06B-6140-H006（數控機床專用）A06B-6140-H006（數控機床專用）
伺服驅動系統(tǒng)的分類
數控機床的伺服驅動系統(tǒng)按其用途和功能分為進給驅動系統(tǒng)和主軸驅動系統(tǒng)；按其控制原理和有無位置檢測反饋環(huán)節(jié)分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)；按驅動執(zhí)行元件的動作原理分為電液伺服驅動系統(tǒng)和電氣伺服驅動系統(tǒng)。電氣伺服驅動系統(tǒng)又分為直流伺服驅動系統(tǒng)和交流伺服驅動系統(tǒng)。
1 進給驅動與主軸驅動
進給驅動是用于數控機床工作臺或刀架坐標的控制系統(tǒng)，控制機床各坐標軸的切削進給運動，并提供切削過程所需的轉矩。主軸驅動控制機床主軸的旋轉運動，為機床主軸提供驅動功率和所需的切削力。一般地，對于進給驅動系統(tǒng)，主要關心它的轉矩大小、調節(jié)范圍的大小和調節(jié)精度的高低，以及動態(tài)響應速度的快慢。對于主軸驅動系統(tǒng)，主要關心其是否具有足夠的功率、寬的恒功率調節(jié)范圍及速度調節(jié)范圍。
2 開環(huán)控制和閉環(huán)控制
數控機床伺服驅動系統(tǒng)的基本組成如圖所示。數控機床的伺服驅動系統(tǒng)按有無反饋檢測單元分為開環(huán)和閉環(huán)兩種類型(見數控機床伺服驅動系統(tǒng)分類)，這兩種類型的伺服驅動系統(tǒng)的基本組成不完全相同。但不管是哪種類型，執(zhí)行元件及其驅動控制單元都必不可少。驅動控制單元的作用是將進給指令轉化為驅動執(zhí)行元件所需要的信號形式，執(zhí)行元件則將該信號轉化為相應的機械位移。
開環(huán)伺服驅動系統(tǒng)由驅動控制單元、執(zhí)行元件和機床組成。通常，執(zhí)行元件選用步進電機。執(zhí)行元件對系統(tǒng)的特性具有重要影響。
閉環(huán)伺服驅動系統(tǒng)由執(zhí)行元件、驅動控制單元、機床，以及反饋檢測單元、比較控制環(huán)節(jié)組成。反饋檢測單元將工作臺的實際位置檢測后反饋給比較控制環(huán)節(jié)，比較控制環(huán)節(jié)將指令信號和反饋信號進行比較，以兩者的差值作為伺服系統(tǒng)的跟隨誤差經驅動控制單元，驅動和控制執(zhí)行元件帶動工作臺運動。
在CNC系統(tǒng)中，由于計算機的引入，比較控制環(huán)節(jié)的功能由軟件完成，從而導致系統(tǒng)結構的一些改變，但基本上還是由執(zhí)行元件、反饋檢測單元、比較控制環(huán)節(jié)、驅動控制單元和機床組成。
3 直流伺服驅動與交流伺服驅動
70年代和80年代初，數控機床多采用直流伺服驅動。直流大慣量伺服電機具有良好的寬調速性能，輸出轉矩大，過載能力強，而且，由于電機慣性與機床傳動部件的慣量相當，構成閉環(huán)后易于調整。而直流中小慣量伺服電機及其大功率晶體管脈寬調制驅動裝置，比較適應數控機床對頻繁啟動、制動，以及快速定位、切削的要求。但直流電機一個的特點是具有電刷和機械換向器，這限制了它向大容量、高電壓、高速度方向的發(fā)展，使其應用受到限制。
進入80年代，在電機控制領域交流電機調速技術取得了突破性進展，交流伺服驅動系統(tǒng)大舉進入電氣傳動調速控制的各個領域。交流伺服驅動系統(tǒng)的優(yōu)點是交流電機容易維修，制造簡單，易于向大容量、高速度方向發(fā)展，適合于在較惡劣的環(huán)境中使用。同時，從減少伺服驅動系統(tǒng)外形尺寸和提高可靠性角度來看，采用交流電機比直流電機將更合理。
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