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数控机床伺服系统的分类

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数控机床伺服系统的分类

发布日期:2019-07-12 作者:诺信小编 点击:

伺服系统包括伺服驱动装置和伺服驱动电路2大部分。伺服系统按其控制方式分为开环伺服系统,闭环伺服系统和半闭环伺服系统;按使用的驱动装置可分为电液伺服系统和电气伺服系统;按使用的电动机可分为直流伺服系统和交流伺服系统;按反馈比较可分为脉冲数字比较伺服系统,相位比较伺服系统,幅值比较伺服系统及全数字伺服系统。一下主要介绍按控制方式的分类类型。



  1. 开环伺服系统

    开环伺服系统的驱动元件主要是步进电动机或电液马达,它不需要位置与速度检测元件,也没有反馈电路,只按照数控系统的指令脉冲进行工作,对执行的结果即移动部件的实际位移不进行检测和反馈。

    该系统的特点是结构简单,调试,维修,使用很方便,工作可靠,成本低廉,但其精度差,低速不平稳,高速扭矩小。因此一般用于轻载,负载变化不大或经济型数控机床上。



  2. 闭环伺服系统

    闭环伺服系统是误差控制随动系统,它主要由位置比较环节,伺服驱动放大器,闭环电动机,机械传动装置和位移检测装置组成。

    闭环伺服系统的工作原理是,当数控系统发出位移指令后,经过伺服电动机,机械传动装置驱动移动部件,直线位置检测装置把检测到的位移量反馈到位置比较环节,与输入信号进行比较,将误差补偿到控制指令中再去控制伺服电动机。

    系统的精度在很大程度上取决于位置检测装置的精度,因此系统精度高。但是,由于机械传动装置的刚度,摩擦阻尼特性,反向间隙等非线性因素对稳定性有很大影响,造成闭环进给伺服系统的安装调试比较复杂。再者,直线位置检测装置的价格比较高,因此多用于高精度数控机床和大型数控机床上。


  3. 半闭环伺服系统

    它与闭环系统的区别是检测元件为角位移检测装置,两者的工作原理完全相同,将旋转型测量元件装在丝杆或伺服电动机的轴端部,通过检测丝杆或电动机的回转角,间接测出机床运动部件的位移,经反馈回路送回控制系统和伺服系统,并与控制指令值相比较。如果二者存在偏差,便将此差值信号进行放大,继续控制电动机带动移动部件向着减小偏差的方向移动,直至偏差为零。由于只对中间环节进行反馈控制,丝杆和螺母副部分还在控制环节之外,故称半闭环伺服控制。

    由于丝杆的反向间隙和螺距误差等带来的机械传动部件的误差限制了位置精度,因此它比闭环系统的精度差;另一方面,由于数控机床移动部件,滚珠丝杆螺母副的刚度和间隙都在反馈控制环以外,其刚度,间隙等非线性因素对系统稳定性没有影响,调试方便,虽然与闭环系统相比精度偏低,但是对绝大多数应用场合,精度已经足够,因此应用非常广泛。



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