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2020-07-03 19:22分类:伺服系统 阅读:

 

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I. 概述

伺服系统是由机械运动驱动装置,以电动机为控制对象,以控制器为核心,以电力电子动力转换装置为执行器的,在自动引导下构成的电驱动自动控制系统. 控制理论. 这种类型的系统控制电动机的转矩,速度和旋转角度中大减速机,将电能转换为机械能,并实现移动机器的运动要求. 特别是在CNC机床中,伺服系统接收CNC系统发出的位移和速度指令,经过变换,调整和调整后,电机和机械传动机构将机床坐标轴,主轴等驱动到通过轴的驱动来驱动工作台和刀架. 轴的联动使刀具相对于工件产生各种复杂的机械运动,从而加工出用户所需的复杂形状的工件.

作为数控机床的执行机构,伺服系统集成了电力电子设备,控制,驱动和保护功能,并随着数字脉宽调制技术,特种电机材料技术,微电子技术和现代控制技术的发展,经历了从逐步发展到直流再到交流的发展过程. CNC机床中的伺服系统类型很多. 通过对其结构和简单分类的分析,简要分析了其技术现状和发展趋势.

第二,伺服系统的结构和分类

从基本结构上来说,伺服系统主要由三部分组成: 控制器,动力驱动装置,反馈装置和电动机. 控制器根据数控系统给定值与反馈装置检测到的实际运行值之差来调节控制量. 动力驱动装置作为系统的主回路伺服驱动系统,一方面,根据控制量的大小将电网中的电能施加到电机上;另一方面,调整电机转矩的大小,另一方面,根据电动机的需求,将恒压恒频电网电源转换为电动机所需的交流或直流电源. 电机拖动机器以根据电源大小进行操作.

主要组件有所不同,更改的任何部分都可能构成不同类型的伺服系统. 根据驱动电机的类型,可分为直流伺服和交流伺服;根据控制器的不同实现方式,可分为模拟伺服和数字伺服. 根据控制器中闭环的数量,可分为开环控制系统,单环控制系统,双环控制系统和多环控制系统. 考虑到伺服系统在数控机床中的应用,本文首先根据机床中传动机构的不同将其分为进给伺服和主轴伺服,然后结合其他因素探讨不同伺服系统的技术特点.

三,进给伺服系统的现状与展望

进给伺服将CNC机床的坐标作为控制对象,以产生机床的切削进给运动. 因此,要求进给伺服装置能够迅速地调整坐标轴的移动速度,并且能够正确地控制位置. 具体要求是速度范围宽,位移精度高,稳定性好和动态响应快. 根据系统中使用的电动机,进给伺服可分为步进伺服,直流伺服伺服驱动系统,交流伺服和线性伺服.

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(1)步进伺服系统

步进伺服是一种使用脉冲信号进行控制并将脉冲信号转换为相应角位移的控制系统. 角位移与脉冲数成正比西门子驱动维修,速度与脉冲频率成正比,并且可以通过更改脉冲频率来调整电动机速度. 如果某些绕组在关机后仍然通电,则该系统也具有自锁功能. 步进电机每转具有固定的步数,例如500步,1000步,50000步等. 理论上,步进误差不会累积.

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步进伺服器结构简单,可以满足系统数字化开发的需求,但精度低,能耗高,速度低,功率越大,运动速度越低. 特别是,步进伺服容易失步,这使得它主要用于不需要高速和高精度的经济型CNC机床和旧设备改造. 但是,近年来开发的恒定斩波驱动器,PWM驱动器,微步驱动器,超微步驱动器和混合伺服技术极大地改善了步进电机的高低频特性,尤其是采用智能超微步技术驱动技术的发展将步进伺服的性能提升到一个新的水平.

(2)直流伺服系统

DC伺服的工作原理基于电磁力定律. 与电磁转矩有关的是两个独立的主磁通和电枢电流,它们分别控制励磁电流和电枢电流,并且可以轻松地进行转矩和速度控制. 另一方面伺服电机控制器,从控制角度看,DC伺服控制是单输入单输出单变量控制系统. 经典的控制理论完全适用于该系统. 因此,直流伺服系统易于控制并且具有出色的调速性能. 主导了供稿驱动器.

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