數控機床伺服系統有什麼用

㈠ 伺服系統的基本要求

數控機床伺服系統的作用在於接受來自數控裝置的指令信號，驅動機床移動部件跟隨指令脈沖運動，並保證動作的快速和准確，這就要求高質量的速度和位置伺服。以上指的主要是進給伺服控制，另外還有對主運動的伺服控制，不過控制要求不如前者高。數控機床的精度和速度等技術指標往往主要取決於伺服系統。
一、伺服系統的基本要求和特點
1.對伺服系統的基本要求
（1）穩定性好：穩定是指系統在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調節過程後到達新的或者回復到原有平衡狀態。
（2）精度高：伺服系統的精度是指輸出量能跟隨輸入量的精確程度。作為精密加工的數控機床，要求的定位精度或輪廓加工精度通常都比較高，允許的偏差一般都在0.01～0.00lmm之間。
（3）快速響應性好：快速響應性是伺服系統動態品質的標志之一，即要求跟蹤指令信號的響應要快，一方面要求過渡過程時間短，一般在200ms以內，甚至小於幾十毫秒；另一方面，為滿足超調要求，要求過渡過程的前沿陡，即上升率要大。
2、伺服系統的主要特點
（1）精確的檢測裝置：以組成速度和位置閉環控制。
（2）有多種反饋比較原理與方法：根據檢測裝置實現信息反饋的原理不同，伺服系統反饋比較的方法也不相同。目前常用的有脈沖比較、相位比較和幅值比較3種。
（3）高性能的伺服電動機（簡稱伺服電機）：用於高效和復雜型面加工的數控機床，伺服系統將經常處於頻繁的啟動和制動過程中。要求電機的輸出力矩與轉動慣量的比值大，以產生足夠大的加速或制動力矩。要求伺服電機在低速時有足夠大的輸出力矩且運轉平穩，以便在與機械運動部分連接中盡量減少中間環節。
（4）寬調速范圍的速度調節系統，即速度伺服系統：從系統的控制結構看，數控機床的位置閉環系統可看作是位置調節為外環、速度調節為內環的雙閉環自動控制系統，其內部的實際工作過程是把位置控制輸入轉換成相應的速度給定信號後，再通過調速系統驅動伺服電機，實現實際位移。數控機床的主運動要求調速性能也比較高，因此要求伺服系統為高性能的寬調速系統。

㈡ 數控機床中伺服器和變頻器的作用

數控伺服器就是數控的執行機構，用它來控制電機准確的運轉；變頻器類似於伺服器，通常用在主軸電機的控制，但他不能很精準的控制電機的轉角，在要求不高的機床上使用

㈢ 簡述數控機床的組成,及各部分的功能

數控機床的基本組成包括加工程序載體、數控裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置。
加工程序載體：
數控機床工作時，不需要工人直接去操作機床，要對數控機床進行控制，必須編制加工程序。零件加工程序中，包括機床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數（進給量主軸轉速等）和輔助運動等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體上，如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁碟等，通過數控機床的輸入裝置，將程序信息輸入到CNC單元。
數控裝置：
數控裝置是數控機床的核心。現代數控裝置均採用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種CNC裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟體形式實現數控功能，因此又稱軟體數控（Software NC）。CNC系統是一種位置控制系統，它是根據輸入數據插補出理想的運動軌跡，然後輸出到執行部件加工出所需要的零件。因此，數控裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構成。而所有這些工作都由計算機的系統程序進行合理地組織，使整個系統協調地進行工作。
1）輸入裝置：將數控指令輸入給數控裝置，根據程序載體的不同，相應有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁碟輸入、CAD/CAM系統直接通信方式輸入和連接上級計算機的DNC（直接數控）輸入，現仍有不少系統還保留有光電閱讀機的紙帶輸入形式。
（1）紙帶輸入方式。可用紙帶光電閱讀機讀入零件程序，直接控制機床運動，也可以將紙帶內容讀入存儲器，用存儲器中儲存的零件程序控制機床運動。
（2）MDI手動數據輸入方式。操作者可利用操作面板上的鍵盤輸入加工程序的指令，它適用於比較短的程序。
在控制裝置編輯狀態（EDIT）下，用軟體輸入加工程序，並存入控制裝置的存儲器中，這種輸入方法可重復使用程序。一般手工編程均採用這種方法。
在具有會話編程功能的數控裝置上，可按照顯示器上提示的問題，選擇不同的菜單，用人機對話的方法，輸入有關的尺寸數字，就可自動生成加工程序。
（3）採用DNC直接數控輸入方式。把零件程序保存在上級計算機中，CNC系統一邊加工一邊接收來自計算機的後續程序段。DNC方式多用於採用CAD/CAM軟體設計的復雜工件並直接生成零件程序的情況。
2）信息處理：輸入裝置將加工信息傳給CNC單元，編譯成計算機能識別的信息，由信息處理部分按照控製程序的規定，逐步存儲並進行處理後，通過輸出單元發出位置和速度指令給伺服系統和主運動控制部分。CNC系統的輸入數據包括：零件的輪廓信息（起點、終點、直線、圓弧等）、加工速度及其他輔助加工信息（如換刀、變速、冷卻液開關等），數據處理的目的是完成插補運算前的准備工作。數據處理程序還包括刀具半徑補償、速度計算及輔助功能的處理等。

3）輸出裝置：輸出裝置與伺服機構相聯。輸出裝置根據控制器的命令接受運算器的輸出脈沖，並把它送到各坐標的伺服控制系統，經過功率放大，驅動伺服系統，從而控制機床按規定要求運動。
伺服與測量反饋系統：
伺服系統是數控機床的重要組成部分，用於實現數控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統的作用是把接受來自數控裝置的指令信息，經功率放大、整形處理後，轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動。由於伺服系統是數控機床的最後環節，其性能將直接影響數控機床的精度和速度等技術指標，因此，對數控機床的伺服驅動裝置，要求具有良好的快速反應性能，准確而靈敏地跟蹤數控裝置發出的數字指令信號，並能忠實地執行來自數控裝置的指令，提高系統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精度。
伺服系統包括驅動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置由主軸驅動單元、進給驅動單元和主軸伺服電動機、進給伺服電動機組成。步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機是常用的驅動裝置。
測量元件將數控機床各坐標軸的實際位移值檢測出來並經反饋系統輸入到機床的數控裝置中，數控裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較，並向伺服系統輸出達到設定值所需的位移量指令。
機床主體：
機床主機是數控機床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作台、主軸箱、進給機構、刀架及自動換刀裝置等機械部件。它是在數控機床上自動地完成各種切削加工的機械部分。與傳統的機床相比，數控機床主體具有如下結構特點：
1）採用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的機床新結構。通常用提高結構系統的靜剛度、增加阻尼、調整結構件質量和固有頻率等方法來提高機床主機的剛度和抗震性，使機床主體能適應數控機床連續自動地進行切削加工的需要。採取改善機床結構布局、減少發熱、控制溫升及採用熱位移補償等措施，可減少熱變形對機床主機的影響。
2）廣泛採用高性能的主軸伺服驅動和進給伺服驅動裝置，使數控機床的傳動鏈縮短，簡化了機床機械傳動系統的結構。
3）採用高傳動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和運動部件，如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動導軌、直線滾動導軌、靜壓導軌等。
數控機床輔助裝置：
輔助裝置是保證充分發揮數控機床功能所必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動、液壓裝置，排屑裝置，冷卻、潤滑裝置，回轉工作台和數控分度頭，防護，照明等各種輔助裝置。

㈣ 簡述數控裝置和伺服系統的功能

1.開環控制數控系統：
這類數控系統不帶檢測裝置，也無反饋電路，以步進電動機為驅動元件，如圖3所示。CNC裝置輸出的指令進給脈沖經驅動電路進行功率放大，轉換為控制步進電動機各定子繞組依此通電／斷電的電流脈沖信號，驅動步進電動機轉動，再經機床傳動機構(齒輪箱，絲杠等)帶動工作台移動。這種方式控制簡單，價格比較低廉，被廣泛應用於經濟型數控系統中。
圖3
開環控制數控系統
2.半閉環控制數控系統：
位置檢測元件被安裝在電動機軸端或絲杠軸端，通過角位移的測量間接計算出機床工作台的實際運行位置(直線位移)，並將其與CNC裝置計算出的指令位置(或位移)相比較，用差值進行控制，其控制框圖如圖4所示。由於閉環的環路內不包括絲杠、螺母副及機床工作台這些大慣性環節，由這些環節造成的誤差不能由環路所矯正，其控制精度不如閉環控制數控系統，但其調試方便，可以獲得比較穩定的控制特性，因此在實際應用中，這種方式被廣泛採用。
圖4
半閉環控制數控系統
3.全閉環控制數控系統：
位置檢測裝置安裝在機床工作台上，用以檢測機床工作台的實際運行位置(直線位移)，並將其與CNC裝置計算出的指令位置(或位移)相比較，用差值進行控制，其控制框圖如圖1-12所示。這類控制方式的位置控制精度很高，但由於它將絲杠、螺母副及機床工作台這些大慣性環節放在閉環內，調試時，其系統穩定狀態很難達到。
圖5
全閉環控制數控系統
三、按數控系統功能水平分類
1.經濟型數控系統：又稱簡易數控系統，通常僅能滿足一般精度要求的加工，能加工形狀較簡單的直線、斜線、圓弧及帶螺紋類的零件，採用的微機系統為單板機或單片機系統，如：經濟型數控線切割機床，數控鑽床，數控車床，數控銑床及數控磨床等。
2.普及型數控系統：通常稱之為全功能數控系統，這類數控系統功能較多，但不追求過多，以實用為准。
3.高檔型數控系統：指加工復雜形狀工件的多軸控制數控系統，且其工序集中、自動化程度高、功能強、具有高度柔性。用於具有5軸以上的數控銑床，大、中型數控機床、五面加工中心，車削中心和柔性加工單元等。

㈤ 數控機床中按伺服系統可以分為哪三種

數控機床中按伺服系統可以分為開環控制、半閉環控制和閉環控制三種。

開環控制：不帶位置反饋裝置的控制方式。加工精度一般在0.02-0.05mm精度左右。

半閉環控制：在開環控制伺服電動機軸上裝有角位移檢測裝置，通過檢測伺服電動機的轉角間接地檢測出運動部件的位移反饋給數控裝置的比較器，與輸入的指令進行比較，用差值控制運動部件。加工精度一般在0.01-0.02mm精度左右。

閉環控制：在機床的最終的運動部件的相應位置直接直線或回轉式檢測裝置，將直接測量到的位移或角位移值反饋到數控裝置的比較器中與輸入指令移量進行比較，用差值控制運動部件，使運動部件嚴格按實際需要的位移量運動。加工精度一般在0.002-0.01mm精度左右。

(5)數控機床伺服系統有什麼用擴展閱讀

伺服系統為數控機床的重要組成部分，用於實現數控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統的作用是把接受來自數控裝置的指令信息，經功率放大、整形處理後，轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動。

由於伺服系統為數控機床的最後環節，其性能將直接影響數控機床的精度和速度等技術指標，因此，對數控機床的伺服驅動裝置，要求具有良好的快速反應性能，准確而靈敏地跟蹤數控裝置發出的數字指令信號，並能忠實地執行來自數控裝置的指令，提高系統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精度。

伺服系統包括驅動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置由主軸驅動單元、進給驅動單元和主軸伺服電動機、進給伺服電動機組成。步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機是常用的驅動裝置。

測量元件將數控機床各坐標軸的實際位移值檢測出來並經反饋系統輸入到機床的數控裝置中，數控裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較，並向伺服系統輸出達到設定值所需的位移量指令。

㈥ 數控機床伺服系統有什麼概念簡介

數控機床是數字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。數控機床的操作和監控全部在這個數控單元中完成，它是數控機床的大腦。
1、數控機床開環伺服系統
數控機床開環伺服系統通常不帶有位置檢測元件，伺服驅動元件多為步進電動機，輸入的數據經過數控系統的運算分配輸出指令脈沖。指令脈沖控制步進電動機轉動，再經過傳動機構，使執行部件移動或轉動。這種控制方式對執行機構的工作情況是不進行檢測的指令發出去不再反饋回來，稱為開環控制。這種控制方式調試方便，維修簡單，成本低，但控制的精度和速度受到限制，一般適用於精度要求不高的中、小型數控設備。
2、閉環伺服系統
數控機床閉環伺服控制方式必須具備檢測元件的條件檢測元件直接安裝在工作台上。當指令值發送到位置比較電路時，此時若工作台沒有移動，沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉動，並帶動工作台移動，此時檢測元件將工作台實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與指令值進行比較，用比較後得到的差值進行控制，直至差值消除為止，這就叫做閉環控制。
這種數控機床控制方式的優點是精度高、速度快，但調試和維修比較復雜、成本高，一般用於運動速度和精度要求較高的大、中型數控設備。
3、半閉環伺服系統
這種數控機床控制方式對工作台的實際位置不進行檢測，而是通過與伺服電動機有的檢測元件間接測量出伺服電動機的轉角，進而推算出工作台的實際位移量，用此值與指令值進行比較，用差值實現控制。由於工作台沒有完全包括在控制迴路內，帶動工作台移動的滾珠絲杠誤差不能補償，因而稱之為半閉環伺服系統。半閉環伺服系統介於開環和閉環之間，精度比開環高，調試卻比閉環容易，成本也較低，是廣泛使用的一種數控系統。

㈦ 數控機床的步進電動機伺服系統特點和應用分別是什麼#數控機床#

數控機床的步進電動機伺服系統特點和應用
步進電動機伺服系統一般構成典型的開環伺服系統，其基本機構如圖所示。在這種開環伺服系統中，執行元件是步進電動機。步進電動機是一種可將電脈沖轉換為機械角位移的控制電動機，並通過絲杠帶動工作台移動。通常該系統中無位置、速度檢測環節，其精度主要取決於步進電動機的步距角和與之相聯傳動鏈的精度。步進電動機的最高轉速通常均比直流伺服電動機和交流伺服電動機低，且在低速時容易產生振動，影響加工精度。但步進電動機伺服系統的製造與控制比較容易，在速度和精度要求不太高的場合有一定的使用價值，同時步進電動機細分技術的應用，使步進電動機開環伺服系統的定位精度顯著提高，並可有效地降低步進電動機的低速振動，從而使步進電動機伺服系統得到更加廣泛的應用。特別適合於中、低精度的經濟型數控機床和普通機床的數控化改造。步進電動機伺服系統主要應用於開環位置控制中，該系統由環形分配器、步進電動機、驅動電源等部分組成。這種系統簡單容易控制，維修方便且控制為全數字化，比較適應當前計算機技術發展的趨勢。

㈧ 數控機床進給伺服系統的作用是什麼

數控機床進給伺服系統的作用是：
伺服系統是數控裝置和機床主機的聯系環節，它用於接收數控裝置插補器發出的進給脈沖或進給位移量信息，經過一定的信號轉換和電壓、功率放大，由伺服電機帶動傳動機構，最後轉化為機床工作台相對於刀具的直線位移或回轉位移。
為了提高數控機床的性能，對機床用進給伺服系統提出了很高的要求。由於各種數控機床所完成的加工任務不同，所以對進給伺服系統的要求也不盡相同，但大致可概括為以下四個方面。
（1）高精度為了保證零件加工質量和提高效率，要保證數控機床的定位精度和加工精度。因此，在位置控制中要求有高的定位精度，如5µm、1µm等；而在速度控制中，要求有高的調速精度、強的抗負載擾動的能力，也即要求靜態和動態速降盡可能小。
（2）快響應為了保證輪廓切削形狀精度和加工表面粗糙度，除了要求有較高的定位精度外，還要求系統有良好的快速響應特性，即要求跟蹤指令信號的響應要快，位置跟蹤誤差（位置跟蹤精度）要小。
（3）寬調速范圍它是指在額定負載時電動機能提供的最高轉速與最低轉速之比。對於一般的數控機床而言，要求進給伺服系統能在0～24m/min下都能正常工作。
（4）低速大轉矩根據機床加工特點，大都是在低速時進行重切削，既要求在低速時進給伺服系統有大的轉矩輸出。

㈨ 數控機床伺服系統的作用

數控機床的進給伺服系統以機床移動部件的位置和速度為控制量，接受來自數控系統插補軟體生成的進給指令，經過一定的信號變換及功率放大、檢測反饋，由伺服電機帶動機床工作台，實現工作台工件相對於刀具的運動（銑床）或工作台刀具相對於工件的運動（車床）。

㈩ 什麼是數控機床的伺服系統

伺服英文單詞Servo的音譯，英文的本意為「服從」，與中文伺服的含義也是相同的。
數控機床的伺服系統(ServoSystem)是以機床移動部件的位移和速度為直接控制目的的自動控制系統，也稱為位置隨動系統，簡稱伺服系統.常見的伺服系統有開環系統和閉環系統;直流伺服系統和交流伺服系統:進給伺服和主軸驅動系統:電液伺服系統和電氣伺服系統。
如果把數控系統比做數控機床的「大腦」，是發布「命令」的指揮機構，那麼伺服系統就是數控機床的「四肢」，是執行「命令」的機構，它忠實而准確地執行由數控系統發來的運動命令。
伺服驅動是一種執行機構，它能夠准確地執行來自數控系統的運動指令.驅動系統是由驅動執行元件和驅動裝置組成的。驅動執行元件由交流或者直流電動機、速度電流檢測元件及相關的機械傳動和運動部件組成。
數控機床伺服系統的性能很大程度上決定了數控機床的性能。數控機床的最高移動速度、跟蹤速度、定位精度等重要指標取決於伺服系統的動態和靜態特性。
伺服系統的作用是接收來自數控系統的指令信號,經過放大和轉換，驅動數控機床的執行元件跟隨指令信號運動，實現預期的運動，並保證動作的快速、穩定和准確.伺服系統本身是一個速度和電流的雙閉環控制系統，從而保證運行時速度和力矩的穩定。
進給伺服系統控制機床移動部件的位移，以直線運動為主，控制速度和位移量。主軸驅動系統控制主軸的旋轉，以旋轉運動為主，主要控制速度。