第7章数控机床的伺服系统 71概述 伺服系统:以位置和速度作为控制对象的自动控制系统。 4伺服系统接受数控装置发来的进给脉冲指令信号,经过信号 变换和电压、功率放大由执行元件将其转变为角位移和直线 位移,以驱动数控设备各运动部件实现运动。 711伺服系统的分类 1.按照调节理论分类 1)开环伺服系统 开环伺服系统由步进电机及其驱动电路组成,无位置检测装置
第7章 数控机床的伺服系统 7.1 概 述 伺服系统：以位置和速度作为控制对象的自动控制系统。 伺服系统接受数控装置发来的进给脉冲指令信号，经过信号 变换和电压、功率放大由执行元件将其转变为角位移和直线 位移，以驱动数控设备各运动部件实现运动。 7.1.1 伺服系统的分类 1. 按照调节理论分类 1）开环伺服系统 开环伺服系统由步进电机及其驱动电路组成，无位置检测装置
7.1概述 数控系统发出指令脉冲经过驱动线路变换与放大,传给步 进电机。步进电机每接收一个指令脉冲,就旋转一个角度, 再通过齿轮副和丝杠螺母副带动机床工作台移动。 指令脉冲的频率决定了步进电机的转速,进而决定了工作 台的移动速度;指令脉冲的数量决定了步进电机转动的角 度,进而决定了工作台的位移大小。 开环伺服系统加工精度低。由于无位置检测装置,其精度 取决于步进电机的步距精度和工作频率以及传动机构的传 动精度。 结构简单,成本较低,适用于对精度和速度要求不高的经 济型、中小型数控系统
数控系统发出指令脉冲经过驱动线路变换与放大，传给步 进电机。步进电机每接收一个指令脉冲，就旋转一个角度， 再通过齿轮副和丝杠螺母副带动机床工作台移动。 指令脉冲的频率决定了步进电机的转速，进而决定了工作 台的移动速度；指令脉冲的数量决定了步进电机转动的角 度，进而决定了工作台的位移大小。 开环伺服系统加工精度低。由于无位置检测装置，其精度 取决于步进电机的步距精度和工作频率以及传动机构的传 动精度。 结构简单，成本较低，适用于对精度和速度要求不高的经 济型、中小型数控系统。 7.1 概 述
7.1概述 (2)闭环伺服系统 4有位置检测装置,且装在机床工作台上,直接检测工作台的 实际位移 利用CNC装置的指令值与位置检测装置的检测值的差值进行 位置控制。 精度高,其运动精度取决于检测装置的精度,与传动链的误 差无关。 适用于大型或比较精密的数控设备。 (3)半闭环伺服系统 4有位置检测装置,且装在电机或丝杠的端头,检测角位移, 间接获得工作台的位移。 ±精度比闭环控制低,滚珠丝杠的精度影响位置检测的精度。 适用于中小型数控机床
（2）闭环伺服系统 有位置检测装置，且装在机床工作台上，直接检测工作台的 实际位移。 利用CNC装置的指令值与位置检测装置的检测值的差值进行 位置控制。 精度高，其运动精度取决于检测装置的精度，与传动链的误 差无关。 适用于大型或比较精密的数控设备。 （3）半闭环伺服系统 有位置检测装置，且装在电机或丝杠的端头，检测角位移， 间接获得工作台的位移。 精度比闭环控制低，滚珠丝杠的精度影响位置检测的精度。 适用于中小型数控机床。 7.1 概 述
2.按使用的驱动元件分类 (1)电液伺服系统 4执行元件:电液脉冲马达或电液伺服马达。 驱动元件:液动机或液压缸 4优点:低速高输出力矩,刚性好,时间常数小,反应快,速 度平稳。 缺点:需要供油系统,体积大,产生噪声和漏油等问题 (2)电气伺服系统 执行元件:伺服电机(步进电机、交流或直流伺服电机) 4驱动元件:电力电子器件。 现代数控机床均采用电气伺服系统
2. 按使用的驱动元件分类 （1）电液伺服系统 执行元件：电液脉冲马达或电液伺服马达。 驱动元件：液动机或液压缸。 优点：低速高输出力矩，刚性好，时间常数小，反应快，速 度平稳。 缺点：需要供油系统，体积大，产生噪声和漏油等问题。 （2）电气伺服系统 执行元件：伺服电机（步进电机、交流或直流伺服电机）。 驱动元件：电力电子器件。 现代数控机床均采用电气伺服系统
3.按被控对象分类 (1)进给伺服系统 控制机床各坐标轴的切削进给运动,提供切削所需的转矩。 4包括速度控制环和位置控制环。 (2)主轴伺服系统 控制机床主轴的旋转运动,提供所需的驱动功率和切削力。 般的主轴控制只有一个速度控制系统,具有C轴控制的主 轴伺服系统与进给伺服系统相同,是一般概念的位置伺服 控制系统。 刀库的位置控制是简单的位置伺服控制
3. 按被控对象分类 （1）进给伺服系统 控制机床各坐标轴的切削进给运动，提供切削所需的转矩。 包括速度控制环和位置控制环。 （2）主轴伺服系统 控制机床主轴的旋转运动，提供所需的驱动功率和切削力。 一般的主轴控制只有一个速度控制系统，具有C轴控制的主 轴伺服系统与进给伺服系统相同，是一般概念的位置伺服 控制系统。 刀库的位置控制是简单的位置伺服控制