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交流伺服在数控机床上的应用
专栏:数控机床行业
发布日期:2018-01-08
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 数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域,较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着计算机、自动控制技术的飞速发展,数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时,社会经济的飞速发展,对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。  伺服系统是数控机床的重要组成部分,数控机床的精度和速度...

交流伺服在数控机床上的应用

     数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域,较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着计算机、自动控制技术的飞速发展,数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时,社会经济的飞速发展,对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。

   伺服系统是数控机床的重要组成部分,数控机床的精度和速度指标等往往由伺服系统决定。随着技术的发展,高精度、高性能的交流伺服已成为伺服系统发展的新趋势。

 

二、概述

     数控车床又称为 CNC车床,即计算机数字控制车床,是目前国内使用量最大,覆盖面最广的一种数控机床,一般由输入、输出装置、数控装置、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成。它是数控机床的主要品种之一,解决了大部分机械零件的自动化加工问题成为最主要的机械加工设备,在数控机床中占有非常重要的位置,几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

     数控机床的伺服驱动系统按有无反馈检测单元分为闭环和开环两种类型,这两种类型的伺服驱动系统的基本组成不完全相同。但不管是哪种类型,执行元件及其驱动控制单元都必不可少。驱动控制单元的作用是将进给指令转化为驱动执行元件所需要的信号形式,执行元件则将该信号转化为相应的机械位移。对于闭环伺服驱动系统来说,它是由执行元件、驱动控制单元、比较控制环节、反馈检测单元、以及机床等组成。反馈检测单元将工作台的实际位置检测后反馈给比较控制环节,比较控制环节将指令信号和反馈信号进行比较,以两者的差值作为伺服系统的跟随误差给驱动控制单元,驱动和控制执行元件带动工作台运动。在CNC系统中,由于计算机的引入,比较控制环节的功能由软件完成,从而导致系统结构的一些改变,但基本上还是由执行元件、反馈检测单元、比较控制环节、驱动控制单元和机床组成。


三、 数控行业应用前景展望

     高速、高精加工技术及装备的新趋势随着时代发展,效率成了效益的最根本因素,我们正处于制造技术快速发展的时期,数控系统的加工精度便直接影响整体加工时间。

     数控机床上的伺服系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。数控机床的伺服系统为了保证有足够的位置精度,一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小,另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中,数控机床的伺服系统对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的,反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。可以说,数控机床的加工精度主要由检测系统的精度决定。

     位移检测系统能够测量的最小位移量称做分辨率。分辨率不仅取决于检测元件本身,也取决于测量系统的分辨率或脉冲当量,一般要求比加工精度高一个数量级。

     数控机床的伺服系统的可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一,其定义为:产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的概率。对数控机床来说,它的规定条件是指其环境条件、工作条件及工作方式等,例如温度、湿度、振动、电源、干扰强度和操作规程等。这里的功能主要指数控机床的使用功能,例如数控机床的各种机能,伺服性能等。平均故障(失效)间隔时间(MTBF)是指发生故障经修理或更换零件还能继续工作的可修复设备或系统、数控机床的伺服系统从一次故障到下一次故障的平均时间,数控机床常用它作为可靠性的定量指标。

     数控机床的伺服系统由于数控装置采用微机后,其可靠性大大提高,所以伺服系统的可靠性就相对突出。它的故障主要来自伺服元件及机械传动部分。通常液压伺服系统的可靠性比电气伺服系统差,电磁阀、继电器等电磁元件的可靠性较差,应尽量用无接触点元件代替。 目前数控机床因受元件质量、工艺条件及费用等限制,其可靠性还不很高。


四、新川电气伺服系统优势

1. 伺服的高分辨率可以有效满足数控系统对高精度的要求。

2. 伺服的响应频宽范围广,可以有效适应数控系统对负载变化和快速响应的要求。

3. 伺服提供丰富的参数设置,通过设置电子齿轮比、分频系数、S型曲线、增益滤波参数等可以有效的配合上位机系统完成加工。

4. 伺服低速稳态精度高、调速范围广,可以适应有些特殊行业对速度的要求。

5. 伺服的可靠性好,可以使用各种恶劣环境,有效提高系统稳定性和抗干扰能力。


五、结束语

 使用新川交流伺服的数控车床能达到数控机床设计的性能要,进给轴具有启停迅速,运行平稳、提高切削精度与效率等良好的特点。

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