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[供應(yīng)]56數(shù)控機(jī)床中伺服系統(tǒng)技術(shù)特性的應(yīng)用|河南伺服系統(tǒng)供應(yīng)商

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更新日期：2014-04-08 15:52:15
有效期至：2015-04-08
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56數(shù)控機(jī)床中伺服系統(tǒng)技術(shù)特性的應(yīng)用|河南伺服系統(tǒng)供應(yīng)商詳細(xì)信息

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自動(dòng)化第一品牌【堤斯基】東莞市堤斯基自動(dòng)化機(jī)電有限公司與臺(tái)灣堤斯基科技有限公司一脈相承（初創(chuàng)于2000年11月）。公司集技術(shù)研發(fā)、專業(yè)生產(chǎn)與銷售三位一體，主要生產(chǎn)經(jīng)營伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、行星減速機(jī)、變頻器、自動(dòng)化機(jī)電產(chǎn)品系列。

　　數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)、主軸伺服系統(tǒng)的特性，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

　　作為數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，伺服系統(tǒng)集電力電子器件、控制、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)為一體，并隨著數(shù)字脈寬調(diào)制技術(shù)、特種電機(jī)材料技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)歷了從步進(jìn)到直流，進(jìn)而到交流的發(fā)展歷程。數(shù)控機(jī)床中的伺服系統(tǒng)種類繁多。

　　伺服系統(tǒng)是以機(jī)械運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備一電動(dòng)機(jī)為控制對(duì)象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在自動(dòng)控制理論的指導(dǎo)下組成的電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。金機(jī)通提示，這類系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)要求。數(shù)控機(jī)床中，伺服系統(tǒng)接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的位移、速度指令，經(jīng)變換、放調(diào)與整大后，由電動(dòng)機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸、主軸等，帶動(dòng)工作臺(tái)及刀架，通過軸的聯(lián)動(dòng)使刀具相對(duì)工件產(chǎn)生各種復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，從而加工出用戶要求的復(fù)雜形狀工件。

　　伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　從基本結(jié)構(gòu)看，伺服系統(tǒng)主要由控制器、功率驅(qū)動(dòng)裝置、反饋裝置和電動(dòng)機(jī)組成。控制器按照數(shù)控系統(tǒng)的給定值和通過反饋裝置檢測(cè)的實(shí)際運(yùn)行值的差，調(diào)節(jié)控制量功率驅(qū)動(dòng)裝置作為系統(tǒng)的主回路，一方面按控制量的大小將電網(wǎng)中的電能作用到電動(dòng)機(jī)上，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小另一方面按電動(dòng)機(jī)的要求把恒壓恒頻的電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)所需的交流電或直流電電動(dòng)機(jī)則按供電大小拖動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　考慮伺服系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用，本文按機(jī)床中傳動(dòng)機(jī)械的不同將其分為進(jìn)給伺服與主軸伺服。

　　進(jìn)給伺服系統(tǒng)的特性

　　進(jìn)給伺服以數(shù)控機(jī)床的各坐標(biāo)為控制對(duì)象，產(chǎn)生機(jī)床的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為此，要求進(jìn)給伺服能快速調(diào)節(jié)坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)速度，并能精確地進(jìn)行位置控制。具體要求其調(diào)速范圍寬、位移精度高、穩(wěn)定性好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。根據(jù)系統(tǒng)使用的電動(dòng)機(jī)，進(jìn)給伺服可細(xì)分為步進(jìn)伺服、直流伺服、交流伺服和直線伺服。

　　(1)步進(jìn)伺服系統(tǒng)

　　步進(jìn)伺服是一種用脈沖信號(hào)控制，并將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移的控制系統(tǒng)。其角位移與脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比，通過改變脈沖頻率可調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。如果停機(jī)后某些繞組仍保持通電狀態(tài)，則系統(tǒng)還具有自鎖能力。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)1周都有固定的步數(shù)，如500步、1000步、50000步等，理論上其步距誤差不會(huì)累計(jì)。

　　步進(jìn)伺服結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，符合系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展需要，但精度差、能耗高、速度低，且其功率越大移動(dòng)速度越低。特別是步進(jìn)伺服易于失步，使其主要用于速度與精度要求不高的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床及舊設(shè)備改造。但近年發(fā)展起來的恒斬波驅(qū)動(dòng)、PWM驅(qū)動(dòng)、微步驅(qū)動(dòng)、超微步驅(qū)動(dòng)和混合伺服技術(shù)，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的高、低頻特性得到很大提高，特別是隨著智能超微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，將把步進(jìn)伺服的性能提高到新的水平。

　　(2)直流伺服系統(tǒng)

　　直流伺服的工作原理建立在電磁定律基礎(chǔ)上。與電磁轉(zhuǎn)矩相關(guān)的是互相獨(dú)立的兩個(gè)變量：主磁通與電樞電流，分別控制勵(lì)磁電流與電樞電流，可方便地進(jìn)行轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速控制。另一方面，從控制角度看，直流伺服的控制是一個(gè)單輸人單輸出的單變量控制系統(tǒng)，經(jīng)典控制理論完全適用于這種系統(tǒng)，因此，直流伺服系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單，調(diào)速性能優(yōu)異，在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中曾占據(jù)主導(dǎo)地位。

　　然而，從實(shí)際運(yùn)行考慮，直流伺服電動(dòng)機(jī)引人了機(jī)械換向裝置，其成本高、故障多、維護(hù)困難，經(jīng)常因碳刷產(chǎn)生的火花而影響生產(chǎn)，并對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。同時(shí)，機(jī)械換向器的換向能力限制了電動(dòng)機(jī)的容量和速度。金機(jī)通提示電動(dòng)機(jī)的電樞在轉(zhuǎn)子上，使得電動(dòng)機(jī)效率低、散熱差。為改善換向能力、減小電樞的漏感，轉(zhuǎn)子變得短粗，影響了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

　　(3)交流伺服系統(tǒng)

　　針對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的缺陷，如果將其做"里翻外"的處理，即把電驅(qū)繞組裝在定子、轉(zhuǎn)子為永磁部分，由轉(zhuǎn)子軸上的編碼器測(cè)出磁極位置，就構(gòu)成永磁無刷電動(dòng)機(jī)，同時(shí)，矢量控制方法的實(shí)用化使交流伺服系統(tǒng)具有良好的伺服特性。其寬調(diào)速范圍、高穩(wěn)速精度、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)及四象限運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，使其動(dòng)、靜態(tài)特性可與直流伺服系統(tǒng)相媲美。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)弱磁高速控制，拓寬了系統(tǒng)的調(diào)速范圍，適應(yīng)了高性能伺服驅(qū)動(dòng)的要求。

　　目前，在機(jī)床進(jìn)給伺服中采用的主要是永磁同步交流伺服系統(tǒng)，有三種類型：模擬形式、數(shù)字形式和軟件形式。模擬伺服用途單一，只接收模擬信號(hào)，位置控制通常由上位機(jī)實(shí)現(xiàn) 數(shù)字伺服可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，如做速度、力矩、位置控制，可接收模擬指令和脈沖指令，各種參數(shù)均以數(shù)字方式設(shè)定，穩(wěn)定性好，具有較豐富的自診斷、報(bào)警功能軟件伺服是基于微處理器的全數(shù)字伺服系統(tǒng)，其將各種控制方式和不同規(guī)格、功率的伺服電機(jī)的監(jiān)控程序以軟件實(shí)現(xiàn)。使用時(shí)可由用戶設(shè)定代碼與相關(guān)的數(shù)據(jù)即把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零。這種"零傳動(dòng)"方式帶來了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方式無法達(dá)到的性能指標(biāo)，如加速度可達(dá)29.4m/s 以上，為傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置的lO一2O倍，進(jìn)給速度是傳統(tǒng)的4-5倍。從電動(dòng)機(jī)的工作原理來講，直線電動(dòng)機(jī)有直流、交流、步進(jìn)、永磁、電磁、同步和異步等多種方式而從結(jié)構(gòu)來講，又有動(dòng)圈式、動(dòng)鐵式、平板型和圓筒型等形式。目前應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床上的主要有高精度高頻向小行程直線電動(dòng)機(jī)與大推力長(zhǎng)行程高精度直線電動(dòng)機(jī)兩類。

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