1. 论述数控机床的进给伺服系统有哪几部分组成它们分别的作用如何
进给伺服系统主要由以下几个部分组成:伺服驱动电路、伺服驱动装置(电机)、位置检测装置、机械传动机构以及执行部件。
进给伺服系统接受数控系统发出的进给位移和速度指令信号,由伺服驱动电路作一定的转换和放大后,经伺服驱动装置和机械传动机构,驱动机床的执行部件进行工作进给和快速进给。
2. 数控机床中按伺服系统可以分为哪三种
数控机床中按伺服系统可以分为开环控制、半闭环控制和闭环控制三种。
开环控制:不带位置反馈装置的控制方式。加工精度一般在0.02-0.05mm精度左右。
半闭环控制:在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置,通过检测伺服电动机的转角间接地检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器,与输入的指令进行比较,用差值控制运动部件。加工精度一般在0.01-0.02mm精度左右。
闭环控制:在机床的最终的运动部件的相应位置直接直线或回转式检测装置,将直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令移量进行比较,用差值控制运动部件,使运动部件严格按实际需要的位移量运动。加工精度一般在0.002-0.01mm精度左右。
(2)数控机床的什么伺服系统扩展阅读
伺服系统为数控机床的重要组成部分,用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。
由于伺服系统为数控机床的最后环节,其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标,因此,对数控机床的伺服驱动装置,要求具有良好的快速反应性能,准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号,并能忠实地执行来自数控装置的指令,提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。
伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。驱动装置由主轴驱动单元、进给驱动单元和主轴伺服电动机、进给伺服电动机组成。步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机是常用的驱动装置。
测量元件将数控机床各坐标轴的实际位移值检测出来并经反馈系统输入到机床的数控装置中,数控装置对反馈回来的实际位移值与指令值进行比较,并向伺服系统输出达到设定值所需的位移量指令。
3. 数控机床伺服系统有哪些分类
(1)技照调节理论分类
伺服系统可以分为开环伺服系统、半闭环伺服系统和全闭环伺服系统。
(2)按使用的驱动执行元件分类
伺服系统可以分为电液伺服系统和电气伺服系统,电液伺服系统的执行元件是电液脉冲电动机和电液伺服电动机。但由于该系统存在噪声、漏油等问题,现在已完全被电气伺服系统所取代。
电气伺服系统全部采用电子元器件和电动机执行元件,操作方便,可靠性高,精度好。目前,电气伺服系统的驱动执行元件主要有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。
(3)按照反馈比较方式分类
1)该系统是闭环伺服系统中的一种控制方式,它是将数控系统发出的数字(脉冲)指令信号与检侧装置侧得的数字(或脉冲)形成的反馈信号直接进行比较,以产生位置误差,实现闭环控制。该系统结构简单,容易实现,整机工作稳定,因此,得到了广泛的应用。
2)相位比较伺服系统
该系统中位置检测元件采用相位工作方式,指令信号与反馈信号都变成某个载波的相位,通过相位比较来获得数据位置与指令位置的偏差,实现闭环控制。
4. 数控机床对伺服驱动系统有哪些要求
数控机床的伺服系统是数控机床的数控系统与机床本体的联系环节。它是以机床的运动部件位置(或角度)和速度(或转速)为控制量的系统,包括主运动伺服系统和进给伺服系统。数控机床的主运动伺服系统没有进给伺服系统要求高。
数控机床的伺服系统应满足以下基本要求:
①精度高;
②稳定性好;
③快速响应,无超调;
④调速范围宽;
⑥低速大转矩;
⑥系统可靠性要好。
伺服系统的作用是接收来自数控系统的指令信号,经过放大和转换,驱动数控机床的执行元件跟随指令信号运动,实现预期的运动,并保证动作的快速、稳定和准确.伺服系统本身是一个速度和电流的双闭环控制系统,从而保证运行时速度和力矩的稳定。
进给伺服系统控制机床移动部件的位移,以直线运动为主,控制速度和位移量。主轴驱动系统控制主轴的旋转,以旋转运动为主,主要控制速度。
数控机床是数字控制机床()的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向,是一种典型的机电一体化产品。
5. 数控机床伺服系统包括哪两部分
1、伺服驱动器的控制线与系统相连接、反馈线与电机相连接就能实现半闭环控制。
2、伺服驱动器的带编码器反馈信号的控制线与系统相连接、反馈线与电机相连接就能实现全闭环控制。
6. 数控机床的伺服系统主要有哪几种类型
按伺服系统分类
按照伺服系统的控制方式,可以把数控系统分为以下几类:
1.开环控制数控系统:
这类数控系统不带检测装置,也无反馈电路,以步进电动机为驱动元件,如图3所示。cnc装置输出的指令进给脉冲经驱动电路进行功率放大,转换为控制步进电动机各定子绕组依此通电/断电的电流脉冲信号,驱动步进电动机转动,再经机床传动机构(齿轮箱,丝杠等)带动工作台移动。这种方式控制简单,价格比较低廉,被广泛应用于经济型数控系统中。
图3
开环控制数控系统
2.半闭环控制数控系统:
位置检测元件被安装在电动机轴端或丝杠轴端,通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行位置(直线位移),并将其与cnc装置计算出的指令位置(或位移)相比较,用差值进行控制,其控制框图如图4所示。由于闭环的环路内不包括丝杠、螺母副及机床工作台这些大惯性环节,由这些环节造成的误差不能由环路所矫正,其控制精度不如闭环控制数控系统,但其调试方便,可以获得比较稳定的控制特性,因此在实际应用中,这种方式被广泛采用。
图4
半闭环控制数控系统
3.全闭环控制数控系统:
位置检测装置安装在机床工作台上,用以检测机床工作台的实际运行位置(直线位移),并将其与cnc装置计算出的指令位置(或位移)相比较,用差值进行控制,其控制框图如图1-12所示。这类控制方式的位置控制精度很高,但由于它将丝杠、螺母副及机床工作台这些大惯性环节放在闭环内,调试时,其系统稳定状态很难达到。
图5
全闭环控制数控系统
三、按数控系统功能水平分类
1.经济型数控系统:又称简易数控系统,通常仅能满足一般精度要求的加工,能加工形状较简单的直线、斜线、圆弧及带螺纹类的零件,采用的微机系统为单板机或单片机系统,如:经济型数控线切割机床,数控钻床,数控车床,数控铣床及数控磨床等。
2.普及型数控系统:通常称之为全功能数控系统,这类数控系统功能较多,但不追求过多,以实用为准。
3.高档型数控系统:指加工复杂形状工件的多轴控制数控系统,且其工序集中、自动化程度高、功能强、具有高度柔性。用于具有5轴以上的数控铣床,大、中型数控机床、五面加工中心,车削中心和柔性加工单元等。
7. 数控机床对伺服系统有什么要求
伺服系统做为数控机床上的执行单元来说,有着更重要的作用。伺服系统直接影响到机床的整体精度,所以在选择上有比系统更高的技术参数。一般来说,任何数控系统配伺服系统都是可以的,只是说效果没有这么好,体现出来的加工精度不一。
8. 数控机床伺服系统有什么概念简介
数控机床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成,它是数控机床的大脑。
1、数控机床开环伺服系统
数控机床开环伺服系统通常不带有位置检测元件,伺服驱动元件多为步进电动机,输入的数据经过数控系统的运算分配输出指令脉冲。指令脉冲控制步进电动机转动,再经过传动机构,使执行部件移动或转动。这种控制方式对执行机构的工作情况是不进行检测的指令发出去不再反馈回来,称为开环控制。这种控制方式调试方便,维修简单,成本低,但控制的精度和速度受到限制,一般适用于精度要求不高的中、小型数控设备。
2、闭环伺服系统
数控机床闭环伺服控制方式必须具备检测元件的条件检测元件直接安装在工作台上。当指令值发送到位置比较电路时,此时若工作台没有移动,没有反馈量,指令值使得伺服电动机转动,并带动工作台移动,此时检测元件将工作台实际位移量反馈回去,在位置比较电路中与指令值进行比较,用比较后得到的差值进行控制,直至差值消除为止,这就叫做闭环控制。
这种数控机床控制方式的优点是精度高、速度快,但调试和维修比较复杂、成本高,一般用于运动速度和精度要求较高的大、中型数控设备。
3、半闭环伺服系统
这种数控机床控制方式对工作台的实际位置不进行检测,而是通过与伺服电动机有的检测元件间接测量出伺服电动机的转角,进而推算出工作台的实际位移量,用此值与指令值进行比较,用差值实现控制。由于工作台没有完全包括在控制回路内,带动工作台移动的滚珠丝杠误差不能补偿,因而称之为半闭环伺服系统。半闭环伺服系统介于开环和闭环之间,精度比开环高,调试却比闭环容易,成本也较低,是广泛使用的一种数控系统。
9. 什么是数控机床全数字伺服系统
数控机床表进给伺胭系统是位置随动系统,需要对位置和速度进行精确控制。通常需要处理位置环、速度环和电流环的控制信息,根拟这些信息是用软件来处理还是用硬件处理,可将伺服系统分为全数字式和混合式。
混合式伺服系统是位里环用软件控制,速度环和电流环用硬件控制.在混合式伺服系统中,位里环控制在数控系统中进行,并由数控系统插补得出位里指令值.由位置采样输入实际值,用软件计算出位里偏差,经软件位置调节后得到速度指令值。经D/A转换后作为速度控制单元(伺服驱动装里)的速度给定值,通常为模拟电压-10~+1OV。在驱动装置中,经速度和电流调节后,经功率驭动控制伺服电动机的转速和旋转方向。
而在全数字伺服系统中,数控系统直接将插补运算得到的位置指令以数字信号的形式传送给伺服驱动装置,伺服驱动装置本身具有位置反馈和位置控制功能,独立完成位置控制。
数控系统与伺服驱动之间通过通信传递如下信息:
①位置指令和实际指令;
②速度指令和实际速度;
③实际电流和实际转矩;
④伺服系统和伺服电动机的配置数据;
⑤伺服状态信息和伺服系统的报普信息;
⑥控制方式指令。
10. 数控车床伺服系统包括哪两部分
伺服驱动系统的分类
按控制对象和使用目的的不同,数控机床伺服系统可分为进给伺服系统、主轴伺服系统和辅助伺服系统。
其中,进给伺服系统用于控制机床各坐标轴的切削进给运动,是一种精密的位置跟踪、定位系统,它包括速度控制和位置控制,是一般概念的伺服驱动系统。
而主轴伺服系统用于控制机床主轴的旋转运动和切削过程中的转矩和功率,一般只以速度控制为主。
辅助伺服系统用在各类加工中心或多功能数控机床中,用来控制刀库、料库等辅助系统,一般多采用简易的位置控制。
按伺服系统调节理论,数控机床的进给伺服系统可分为开环、闭环和半闭环系统。
按驱动部件的动作原理又可将其分为电液控制系统和电气控制系统。其中,电气控制系统按所用驱动元件的类型,又有步进电动机驱动系统、直流伺服电动机驱动系统和交流伺服电动机驱动系统之分。
按反馈比较控制方式,数控机床的进给伺服系统有脉冲比较、相位比较、幅值比较和全数字等伺服系统之分。