伺服系統(tǒng)在數控機床中的運用及發(fā)展
在實際生產中,由于大量存在一些用開關量控制的簡單的程序控制過程,而實際生產工藝和流程又是經常變化的,因而傳統(tǒng)的繼電器接觸式控制系統(tǒng)常不能滿足這種要求,因此曾出現了繼電器接觸控制和電子技術相結合的控制裝置,叫做順序控制器。它能根據生產需要改變控制程序,而又遠比電子計算機結構簡單,價格低廉,它是通過組合邏輯元件插接或編程來實現繼電器接觸控制的。但它的裝置體積大,功能也受到一定限制。隨著大規(guī)模集成電路和微處理機技術的發(fā)展及應用,上述控制技術也發(fā)生了根本性的變化,在上世紀70年代出現了將計算機的存儲技術引入順序控制器,產生了新型工業(yè)控制器——可編程序控制器(PLC),它兼?zhèn)淞擞嬎銠C控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點,故目前在世界各國已作為一種標準化通用裝置普遍應用于工業(yè)控制。
為解決占機械總加工量80%左右的單件和小批量生產的自動化難題,50年代出現了數控機床。它綜合應用了電子、計算機、檢測、自動控制和機床結構設計等各個技術領域的最新技術成就,它是典型的機電一體化產品。數控機床經過40年來的發(fā)展,品種日益增多,性能不斷完善,其中以輪廓控制的數控機床和帶有自動換刀裝置和工作臺能自動轉位的數控加工中心發(fā)展更為迅速。數控機床由控制介質、數控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體等部分組成,其中伺服系統(tǒng)的性能是決定數控機床加工精度和生產率的主要因素之一。
伺服系統(tǒng)在數控加工中的作用及組成
在自動控制系統(tǒng)中,把輸出量能以一定準確度跟隨輸入量的變化而變化的系統(tǒng)稱為隨動系統(tǒng),亦稱伺服系統(tǒng)。數控機床的伺服系統(tǒng)是指以機床移動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng),又稱為隨動系統(tǒng)。
伺服系統(tǒng)由伺服驅動裝置和驅動元件(或稱執(zhí)行元件伺服電機)組成,高性能的伺服系統(tǒng)還有檢測裝置,反饋實際的輸出狀態(tài)。
數控機床伺服系統(tǒng)的作用在于接受來自數控裝置的指令信號,驅動機床移動部件跟隨指令脈沖運動,并保證動作的快速和準確,這就要求高質量的速度和位置伺服。以上指的主要是進給伺服控制,另外還有對主運動的伺服控制,不過控制要求不如前者高。數控機床的精度和速度等技術指標往往主要取決于伺服系統(tǒng)。
隨著生產力不斷發(fā)展,要求伺服系統(tǒng)向高精度、高速度、大功率方向發(fā)展?!?/strong>
1、充分利用迅速發(fā)展的電子和計算機技術,采用數字式伺服系統(tǒng),利用微機實現調節(jié)控制,增強軟件控制功能,排除模擬電路的非線性誤差和調整誤差以及溫度漂移等因素的影響,這可大大提高伺服系統(tǒng)的性能,并為實現最優(yōu)控制、自適應控制創(chuàng)造條件?!?/div>
2、開發(fā)高精度、快速檢測元件。
3、開發(fā)高性能的伺服電機(執(zhí)行元件)。目前交流伺服電機的變速比已達1∶10000,使用日益增多。無刷電機因無電刷和換向片零部件,加速性能要比直流伺服電機高兩倍,維護也較方便,常用于高速數控機床。
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