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数控机床伺服系统原理分析与性能调整.pdf
2010年第 5期 ·控制与检测 ·
文章编号 : 100 1 - 2265 (2010) 05 - 0081 - 02
数控机床伺服系统原理分析与性能调整
魏胜
(深圳职业技术学院 ,广东 深圳 5 18055)
摘要 :论文通过对 FANUC伺服系统建模和传递函数的计算 ,结合控制原理分析位置环 、速度环 、电流环
以及前馈补偿对伺服系统稳定性和动态性能的影响 ,介绍相应伺服参数的意义和设置 ,为 FANUC 伺服
系统的调整提供理论依据和参考 。
关键词 : FANUC;伺服系统 ;调整
中图分类号 : TH 16; TG65 文献标识码 : A
Theory Ana ly sis and Function A djustm en t of CNC Servo Sy stem
W E I Sheng
( Shenzhen Po lytechn ic, Guangdong Shenzhen 5 18055, Ch ina)
A b stract:
、 、
Key words:
0 引言 复杂 [ 4 ] ,通常在分析伺服系统时 ,从其原理出发 ,建立
简化的传递函数框图 ,并以此作为分析伺服系统动 、静
数控机床的总体性能很大程度上由伺服系统的性
态性能的依据 。
能决定的[ 1 ] ,而影响伺服系统动 、静态性能的主要因素
包括位置环 、速度环增益以及前馈环节 ,本文从伺服系
统的原理框图入手 ,分析影响机床快速响应性 、稳定性
和加工精度的因素以及改进方法 ,并介绍 FANUC 系统
与伺服有关的相应参数 ,为机床的伺服调整提供理论
依据和参考 。
1 FANUC进给伺服系统框图
FANUC 0 i系列伺服单元是典型的三环伺服系统 ,
其系统框图如图 1所示 [ 2 ] 。其中 ,M cm d 为移动指令 , 图 1 FANUC 0 i系列进给伺服系统框图
V cm d为速度指令 , Tcm d 为扭矩指令 , CMR 为指令倍 2 伺服系统传递函数分析
α
率 , DMR 为检测倍率 , 为前馈系数 。由图可知进给伺
综上所述, 将伺服系统框图简化为图 2 所示的传
服系统是由驱动模块和伺服电动机组成的一个高精度
统函数框图, 其中, KP 为位置环增益, KV 为速度环增
角度闭环系统 ,其输入为数控系统发出的指令脉冲 ,输
益, K 为速度反馈系数, K 为电流环积分增益系数, 1/
FV I
出为电动机转角 [ 3 ] 。在以位置环 、速度环 、电流环以及
( )
Ts + 1 为伺服电机惯性环节,
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