开环伺服系统(数控).pdf

第6章 数控机床的伺服系统 第6章 数控机床的伺服系统 6.1 概述 6.1 概述 一、 伺服系统的组成 数控机床的伺服系统按其功能可分为：进给伺服系统和主轴伺服系 统。 主轴伺服系统用于控制机床主轴的转动。 进给伺服系统是以机床移动部件（如工作台）的位置和速度作为控制 量的自动控制系统，通常由伺服驱动装置、伺服电机、机械传动机构及执 行部件组成。 进给伺服系统的作用：接受数控装置发出的进给速度和位移指令信 号，由伺服驱动装置作一定的转换和放大后，经伺服电机（直流、交流伺 服电机、功率步进电机等）和机械传动机构，驱动机床的工作台等执行部 件实现工作进给或快速运动。 数控机床的进给伺服系统能根据指令信号精确地控制执行部件的运动 速度与位置，以及几个执行部件按一定规律运动所合成的运动轨迹。 如果把数控装置比作数控机床的“大脑” ，是发布“命令”的指挥机构，那 么伺服系统就是数控机床的“四肢” ，是执行“命令”的机构，它是一个不折不 扣的跟随者。 伺服驱动装置 工作台 位置控制模块 速度控制单元 位置检测 速度环 伺 服 电 机 速度检测 测量反馈 位置环 图6-1 闭环进给伺服系统结构 数控机床闭环进给系统的一般结构如图，这是一个双闭环系统，内环为速 度环，外环为位置环。速度环由速度控制单元、速度检测装置等构成。速度控 制单元是一个独立的单元部件，它是用来控制电机转速的，是速度控制系统的 核心。速度检测装置有测速发电机、脉冲编码器等。位置环是由CNC装置中的 位置控制模块、速度控制单元、位置检测及反馈控制等部分组成。 由速度检测装置提供速度反馈值的速度环控制在进给驱动装置内完成，而装 在电动机轴上或机床工作台上的位置反馈装置提供位置反馈值构成的位置环由数 控装置来完成。伺服系统从外部来看，是一个以位置指令输入和位置控制为输出 的位置闭环控制系统。但从内部的实际工作来看，它是先把位置控制指令转换成 相应的速度信号后，通过调速系统驱动伺服电机，才实现实际位移的。 二、对伺服系统的基本要求  伺服驱动系统的选用  1）精度要求：定位精度、重复定位精度、加工精度  2 ）稳定性：达到平衡状态的能力  3 ）响应速度：跟踪指令信号的速度  4 ）调速范围：最高转速与最低转速之比Rn=nmax/nmin  5 ）低速转距特性:低速时转距输出能力  关于定位精度和重复定位精度  定位精度：移动件到达指令位置的准确度  重复定位精度：移动件在任意定位点的定位一致性 第六章 伺服驱动系统 第二节 开环伺服系统 第二节 开环伺服系统  一、组成 伺服驱动单元、执行元件、传动机构 工作台 CNC 驱动放大 步进电机 二、步进