数控机床的伺服系统.ppt

第六章数控机床的伺服系统
●数控机床对进给伺服系统的要求
●伺服系统的分类及主要特点
●常用伺服驱动装置的特点
●几种典型位置检测装置工作原理
●闭环和半闭环进给伺服系统
CNC装置: 数控系统的“大脑”,
发布“命令”的“指挥所”
进给伺服系统: 数控系统的“四肢”,
一种“执行机构”。
C装置发来的运动命令,
驱动刀具或工作台的完成进给运动,
最终实现精确的速度与位移量。
第六章数控机床的伺服系统
第六章数控机床的伺服系统
§6. 1概述
一、(进给)伺服系统的定义
Feed Servo System
以机床移动部件(如工作台、主轴或刀架)的位置和速度作为控制量的自动控制系统,又称拖动系统或位置随动系统。
二、伺服系统的作用
接收数控装置发出的进给脉冲或进给位移量信息
经信号转换和电压、功率放大
变为伺服电机的转动(或移动)
由伺服电机带动机械传动机构
§6. 1概述
实现机床工作台相对于刀具的直线位移或回转位移。
数控机床的伺服驱动
数控机床的伺服驱动
UmrichterSIMODRIVE 611 digital CSINUMERIK 840D
E/R- Modul
NCU
Leistungsteil
Bedientafelfront mit PCU 20/50/70
Drehstrom-Servomotoren
PeripherieSIMATIC S7-300
Drehstrom-Hauptspindelmotor
§6. 1概述
三、数控机床对数控进给伺服系统的要求
(1)输出位置精度要高
静态:要求定位精度高/ 重复定位精度高,
动态:要求跟随精度高,即跟随误差要小
另外,要求灵敏度高,有足够高的分辩率。
保证尺寸精度
以保证轮廓精度
(动态性能指标)
即定位误差要小/ 重复定位误差要小。
§6. 1概述
三、数控机床对数控进给伺服系统的要求
(2)响应速度快且无超调: 对伺服系统动态性能的要求
反映了系统对插补指令的跟踪精度;为了保证轮廓切削形状精度和低表面粗糙度,要求响应速度快。
通常要求从 0→Fmax(Fmax→0 ) , 其时间应小200ms,且不能有超调或超调很小,否则对机械部件不利,有害于加工质量。
t
F
tp
即在无超调或超调很小的前提下,执行部件的运动速度的建立时间 tp 应尽可能短。
§6. 1概述
三、数控机床对数控进给伺服系统的要求
(3) 良好的稳定性
●在系统负载范围内,负载特性要硬
当负载变化时,输出速度应基本不变。即△F尽可能小;
当负载突变时,要求速度的恢复时间短且无振荡。即△t尽可能短;
这要求伺服系统有良好的静态与动态刚度。
t
F
△t
△F
伺服系统在给定输入和外界干扰下,能在短暂的调节过程后,恢复到原有的平衡状态或达到新的平衡状态,即有较强的抗干扰能力。
稳定性是保证数控机床正常工作的条件,直接影响数控加工的精度和表面粗糙度。
§6. 1概述
三、数控机床对数控进给伺服系统的要求
(4)调速范围要宽
调速范围:
一般要求: