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伺服系統在數控車床中的應用

時間:2013-10-14      瀏覽:1796次
  伺服系統在機床行業領域的應用已經非常廣泛因此伺服系統和機床的關系已經非常緊密。作為數控機床的重要功能部件,伺服系統是影響系統加工性能的重要指標。隨著數控機床的發展,伺服控制系統在機床行業的應用也在不斷完善,其之間的配合猶如一對老朋友,越來越默契了。
  
  臥式數控機床由CNC控制器,伺服驅動及電機、電器柜和數控機床的機架四部分組成。其工作原理是:通過CNC內配置的專用編程軟件,將加工零件的的軌跡用坐標的方式表達出來,把這些信息轉化成能使驅動伺服電機的帶有功率的信號(脈沖串),控制伺服電機帶動相應軸來實現運動軌跡。
  
  同時,刀架上配有數控車刀,通過按加工材質配置相應的刀具,對固定于主軸上的加工材料進行切削,即可加工出相應的工件。
  
  在數控機床上,伺服調控系統是其不可缺少的一部分。其任務是把數控信息轉化為機床進給運動,從而實現控制。由于數控機床對產品加工時要求高,所以采用的伺服控制系統十分關鍵。
  
  目前在數控機床上使用的伺服控制系統,其優點主要有:精度高,伺服系統的精度是指輸出量能復現輸入量的程度。包括定位精度和輪廓加工精度;穩定性好,穩定是指系統在給定輸入或外界干擾作用下,能在短暫的調節過程后,達到新的或者恢復到原來的平衡狀態。直接影響數控加工的精度和表面粗糙度;快速響應,快速響應是伺服系統動態品質的重要指標,它反映了系統的跟蹤精度;調速范圍寬,其調速范圍可達0—30m/min;低速大轉矩,進給坐標的伺服控制屬于恒轉矩控制,在整個速度范圍內都要保持這個轉矩,主軸坐標的伺服控制在低速時為恒轉矩控制,能提供較大轉矩,在高速時為恒功率控制,具有足夠大的輸出功率。
  
  在機床進給伺服中采用的主要是永磁同步交流伺服系統,有三種類型:模擬形式、數字形式和軟件形式。模擬伺服用途單一,只接收模擬信號,位置控制通常由上位機實現。數字伺服可實現一機多用,如做速度、力矩、位置控制??山邮漳M指令和脈沖指令,各種參數均以數字方式設定,穩定性好。具有較豐富的自診斷、報警功能。軟件伺服是基于微處理器的全數字伺服系統。其將各種控制方式和不同規格、功率的伺服電機的監控程序以軟件實現。使用時可由用戶設定代碼與相關的數據即自動進入工作狀態。配有數字接口,改變工作方式、更換電動機規格時,只需重設代碼即可,故也稱伺服。
  
  交流伺服已占據了機床進給伺服的主導地位,并隨著新技術的發展而不斷完善,具體體現在三個方面。一是系統功率驅動裝置中的電力電子器件不斷向高頻化方向發展,智能化功率模塊得到普及與應用;二是基于微處理器嵌入式平臺技術的成熟,將促進先進控制算法的應用;三是網絡化制造模式的推廣及現場總線技術的成熟,將使基于網絡的伺服控制成為可能。
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