数控机床控制技术与系统第2版 教学配套课件 王侃夫 上海市职业技术教育课程改革与教 第六章 数控机床伺服系统.pdfVIP

第六章 数控机床伺服系统 第一节 伺服系统类型及性能 第二节 伺服性能的影响因素及参数 第三节 主轴定向控制 第一节 伺服系统类型及性能 一、伺服系统的类型 1.位置开环伺服系统 图6-1 开环伺服系统 第一节 伺服系统类型及性能 2.位置闭环伺服系统 图6-2 闭环伺服系统 第一节 伺服系统类型及性能 3.位置半闭环伺服系统 图6-3 半闭环伺服系统 第一节 伺服系统类型及性能 图6-4 闭环伺服系统中的“三环” 二、数控机床对进给伺服系统的要求 进给伺服系统的高性能在很大程度上决定了数控机床的高效率、高 精度。 1.可逆运行 第一节 伺服系统类型及性能 2.速度范围宽 1)在1 ～24000mm ／min 即1 ∶24000调速范围内，要求均匀、稳定、 无爬行，且速降小。 2)在1mm ／min 以下具有一定的瞬时速度，但平均速度很低。 3)在零速时，即工作台停止运动时，要求电动机有电磁转矩以维持 定位精度，使定位误差不超过系统的允许范围，即电动机处于伺服 锁紧状态。 3.具有足够的传动刚性和高的速度稳定性 4.快速响应无超调 5. 高精度 6.低速大转矩 三、伺服系统性能 第一节 伺服系统类型及性能 1.稳态性能 图6-5 位置响应曲线 1—命令位置输入R(t) 2—实际位置C(t) 第一节 伺服系统类型及性能 2.动态性能 (1)对给定输入的跟随性能指标 对一个闭环控制系统，通常用输入 单位阶跃信号，然后观察它的输入响应过程，从而来评价其动态性 能的好坏。 图6-6 动态跟随过程曲线 第一节 伺服系统类型及性能 1)上升时间t 。 r 2)调节时间ts 。 3)超调量Mp 。 4)振荡次数N 。 (2)对扰动输入的抗干扰性能指标 抗干扰性能是指当系统的给定输 入不变时，在受到阶跃扰动后，克服扰动的影响而自行恢复的能 力。 第一节 伺服系统类型及性能 图6-7 突加负载后转速的扰动响应曲线 第一节 伺服系统类型及性能 1)最大动态速度Δnm 。 2)恢复时间t 。 p 3.跟随精度 (1)轮廓跟随精度检验 目前，对轮廓控制的跟随精度还没有统一的 测量标准，轮廓跟随精度的测量比较困难，一般通过切削加工一定 轮廓形状的工件，检验其加工误差来评价。 1)用X 、Y坐标的直线插补，对方形试件的四周进行精铣，背吃刀量 约为0.1mm。 第一节 伺服系统类型及性能 图6-8 轮廓精度检验试件 a)方形试件 b) 圆形试件 第一节 伺服系统类型及性能 ①四周的直线度，即A 、B 、C和D 面的直线度。 ②相对面间的平行度，即A和C面的平行度，B和D面的平行度。 ③相邻两面间的垂直度，即A和B 、B和C、C和D及D和A面的垂直 度。 2)用X 、Y 坐标的圆弧插补，对圆周面进行精铣，背吃刀量约为0.1m m 。 第一节 伺服系统类型及性能 图6-9 跟随误差对