A06B-6114-H210（數(shù)控機床）
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A06B-6114-H210（數(shù)控機床）
伺服驅(qū)動系統(tǒng)的分類
數(shù)控機床的伺服驅(qū)動系統(tǒng)按其用途和功能分為進給驅(qū)動系統(tǒng)和主軸驅(qū)動系統(tǒng)；按其控制原理和有無位置檢測反饋環(huán)節(jié)分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)；按驅(qū)動執(zhí)行元件的動作原理分為電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)和電氣伺服驅(qū)動系統(tǒng)。電氣伺服驅(qū)動系統(tǒng)又分為直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)和交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)。
1 進給驅(qū)動與主軸驅(qū)動
進給驅(qū)動是用于數(shù)控機床工作臺或刀架坐標的控制系統(tǒng)，控制機床各坐標軸的切削進給運動，并提供切削過程所需的轉(zhuǎn)矩。主軸驅(qū)動控制機床主軸的旋動，為機床主軸提供驅(qū)動功率和所需的切削力。一般地，對于進給驅(qū)動系統(tǒng)，主要關(guān)心它的轉(zhuǎn)矩大小、調(diào)節(jié)范圍的大小和調(diào)節(jié)的高低，以及動態(tài)響應(yīng)速度的快慢。對于主軸驅(qū)動系統(tǒng)，主要關(guān)心其是否具有的功率、寬的恒功率調(diào)節(jié)范圍及速度調(diào)節(jié)范圍。
2 開環(huán)控制和閉環(huán)控制
數(shù)控機床伺服驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成如圖所示。數(shù)控機床的伺服驅(qū)動系統(tǒng)按有無反饋檢測單元分為開環(huán)和閉環(huán)兩種類型(見數(shù)控機床伺服驅(qū)動系統(tǒng)分類)，這兩種類型的伺服驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成不相同。但不管是哪種類型，執(zhí)行元件及其驅(qū)動控制單元都不可少。驅(qū)動控制單元的作用是將進給指令轉(zhuǎn)化為驅(qū)動執(zhí)行元件所需要的信號形式，執(zhí)行元件則將該信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的機械位移。
開環(huán)伺服驅(qū)動系統(tǒng)由驅(qū)動控制單元、執(zhí)行元件和機床組成。通常，執(zhí)行元件選用步進電機。執(zhí)行元件對系統(tǒng)的特性具有重要影響。
閉環(huán)伺服驅(qū)動系統(tǒng)由執(zhí)行元件、驅(qū)動控制單元、機床，以及反饋檢測單元、比較控制環(huán)節(jié)組成。反饋檢測單元將工作臺的實際位置檢測后反饋給比較控制環(huán)節(jié)，比較控制環(huán)節(jié)將指令信號和反饋信號進行比較，以兩者的差值作為伺服系統(tǒng)的跟隨誤差經(jīng)驅(qū)動控制單元，驅(qū)動和控制執(zhí)行元件帶動工作臺運動。
在CNC系統(tǒng)中，由于計算機的引入，比較控制環(huán)節(jié)的功能由軟件完成，從而導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一些改變，但基本上還是由執(zhí)行元件、反饋檢測單元、比較控制環(huán)節(jié)、驅(qū)動控制單元和機床組成。
3 直流伺服驅(qū)動與交流伺服驅(qū)動
70年代和80年代初，數(shù)控機床多采用直流伺服驅(qū)動。直流大慣量伺服電機具有良好的寬調(diào)速性能，輸出轉(zhuǎn)矩大，過載能力強，而且，由于電機慣性與機床傳動部件的慣量相當，構(gòu)成閉環(huán)后易于調(diào)整。而直流中小慣量伺服電機及其大功率晶體管脈寬調(diào)制驅(qū)動裝置，比較適應(yīng)數(shù)控機床對頻繁啟動、制動，以及快速定位、切削的要求。但直流電機一個的特點是具有電刷和機械換向器，這限制了它向大容量、高電壓、度方向的發(fā)展，使其應(yīng)用受到限制。
進入80年代，在電機控制領(lǐng)域交流電機調(diào)速技術(shù)取得了性進展，交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)大舉進入電氣傳動調(diào)速控制的各個領(lǐng)域。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)點是交流電機容易維修，制造簡單，易于向大容量、度方向發(fā)展，適合于在較惡劣的環(huán)境中使用。同時，從減少伺服驅(qū)動系統(tǒng)外形尺寸和性角度來看，采用交流電機比直流電機將更合理。
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