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數(shù)控機床伺服系統(tǒng)伺服減速電機控制的探討分析

日期:2022-07-12 14:21:20瀏覽量:48893

近年來,伺服電機控制技術(shù)正朝著交流化、數(shù)字化、智能化三個方向發(fā)展。作為數(shù)控機床的執(zhí)行機構(gòu),伺服系統(tǒng)將電力電子器件、控制、驅(qū)動及保護等集為一體,并隨著數(shù)字脈寬調(diào)制技術(shù)、特種電機材料技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制技術(shù)的進步,經(jīng)歷了從步進到直流,進而到交流的發(fā)展歷程。

(1)開環(huán)伺服系統(tǒng)。開環(huán)伺服系統(tǒng)無檢測反饋裝置,不構(gòu)成運動反饋控制電路。電機按數(shù)控裝置發(fā)出的指令脈沖工作,無檢測反饋和處理運動誤差修正過程。步進電機作為驅(qū)動器,機床的位置精度完全取決于步進電機的步距角精度和機械部件的傳動精度,難以滿足相對較高的精度要求。步進電機的速度不能很高,運動部件的速度也有限。但步進電機結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高,成本低,控制電路簡單。因此,開環(huán)控制系統(tǒng)主要用于精度和速度要求低的經(jīng)濟型數(shù)控機床。

(2)全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。閉環(huán)伺服系統(tǒng)主要由伺服驅(qū)動放大器、進給伺服電機、機械傳動裝置和線性位移測量裝置組成。機床運動部件的移動具有檢測和反饋校正功能,以直流伺服電機或交流伺服電機為驅(qū)動部件。直接安裝在工作臺上的光柵或感應(yīng)同步器可作為位置檢測裝置,形成高精度的全閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的線性位移檢測器安裝在移動部件上,其精度主要取決于位移檢測裝置的精度和靈敏度,其加工精度相對較高。然而,機械傳動裝置的剛度、摩擦阻尼特性、反向間隙等非線性因素對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大的影響,使閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)的安裝和調(diào)試更加復(fù)雜。因此,它只用于高精度和大型數(shù)控機床。
(3)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的工作原理與全閉環(huán)伺服系統(tǒng)相同。伺服電機也用作驅(qū)動部件。電機內(nèi)安裝的脈沖編碼器、無刷旋轉(zhuǎn)變壓器或速度測量發(fā)電機可作為位置/速度檢測裝置構(gòu)成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的反饋信號取自電機軸或螺桿,進給系統(tǒng)中的機械傳動裝置除反饋電路外,其剛度等非線性因素不影響系統(tǒng)穩(wěn)定性,安裝調(diào)試方便。機床的定位精度與機械傳動裝置的精度有關(guān),數(shù)控裝置具有螺距誤差補償和間隙補償功能。當(dāng)傳動裝置精度不太高時,可以利用補償功能將加工精度提高到滿意度。因此,半閉環(huán)伺服系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床中。