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數控機床伺服系統中的速度反饋檢測裝置為

發布時間:2023-06-12 15:25:23

❶ 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。



(1)數控機床伺服系統中的速度反饋檢測裝置為擴展閱讀

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。

❷ 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。

❸ 數控機床伺服系統常用的速度檢測裝置有哪些

常用的檢測裝置:有直線型和旋轉型兩大類。

❹ 數控機床的組成及其各部分功能詳細介紹

數控機床的組成及其各部分功能

數控機床一般由數控系統、包含伺服電動機和檢測反饋裝置的伺服系統、強電控制櫃、機床本體和各類輔助裝置組成(鉬絲)

(1)控制介質

控制介質又稱信息載體,是人與數控機床之間聯系的中間媒介物質,反映了數控加工中全部信息。

(2)數控系統

數控系統是機床實現自動加工的核心,是整個數控機床的靈魂所在。主要由輸入裝置、監視器、主控制系統、可編程式控制制器、各類輸入/輸出介面等組成。主控制系統主要由CPU、存儲器、控制器等組成。數控系統的主要控制對象是位置、角度、速度等機械量,以及溫度、壓力、流量等物理量,其控制方式叉可分為數據運算處理控制和時序邏輯控制兩大類。其中主控制器內的插補模塊就是根據所讀人的零件程序,通過解碼、編譯等處理後,進行相應的刀具軌跡插補運算,並通過與各坐標伺服系統的位置、速度反饋信號的比較,從而控制機床各坐標軸的位移。而時序邏輯控制通常由可編程式控制制器PLC來完成,它根據機床加工過程中各個動作要求進行協調,按各檢測信號進行邏輯判別,從而控制機床各個部件有條不紊地接順序工作鉬絲。

(3)伺服系統

伺服系統是數控系統和機床本體之間的電傳動聯系環節。主要由伺服電動機、驅動控制系統和位置檢測與反饋裝置等組成。伺服電動機是系統的執行元件,驅動控制系統則是伺服電動機的動力源。數控系統發出的指令信號與位置反饋信號比較後作為位移指令,再經過驅動系統的功率放大後,驅動電動機運轉,通過機械傳動裝置拖動工作台或刀架運動鉬絲。

(4)強電控制櫃

強電控制櫃主要用束安裝機床強電控制的各種電氣元器件,除了提供數控、伺服等一類弱電控制系統的輸^電源,以及各種短路、過載、欠壓等電氣保護外,主要在P1,C的輸出介面與機床各類輔助裝置的電氣執行元件之間起橋梁連接作用,控制機床輔助裝置的各種交流電動機、液壓系統電磁聞或電磁離台器等。此外,它也與機床操作台有關手動按鈕連接。強電控制櫃由各種中間繼電器、接觸器、變壓器、電源開關、接線端子和各類電氣保護元器件等構成。它與一般普通機床的電氣類似,但為了提高對弱電控制系統的抗干擾性,要求各類頻繁啟動或切換的電動機、接觸器等電磁感應器件中均必須並接RC阻容吸收器;對各種檢測信號的輸入均要求用屏蔽電纜連接鉬絲。

(5)輔助裝置

輔助裝置主要包括自動換刃裝置ATC (Automatic Tool ChaWer)、自動交換工作台機構APC (Automatic Pallet Changer)、工件夾緊放鬆機構、回轉工作台、液壓控制系統、潤滑裝置、切削液裝置、排屑裝置、過載和保護裝置等。

(6)機床本體

數控機床的本體指其機械結構實體。它與傳統的普通機床相比較,同樣由主傳動系統、進給傳動機構、工作台、床身以廈立柱等部分組成,但數控機床的整體布局、外觀造型、傳動機構、工具系統及操作機構等方面都發生了很大的變化。為了滿足數控技術的要求和充分發揮數控機床的特點,歸納起來包括以下幾個方面的變化。

①採用高性能主傳動及主軸部件。具有傳遞功率大、剛度高、抗振性好及熱變形小等優點。 ②進給傳動採用高效傳動件。具有傳動鏈短、結構簡單、傳動精度高等特點,一般採用滾珠絲杠副、直線滾動導軌副等鉬絲。

③具有完善的刀具自動交換和管理系統。

④在加工中心上一般具有工件自動交換、工件夾緊和放鬆機構。

⑨機床本身具有很高的動、靜剮度。

⑥採用全封閉罩殼。由於數控機床是自動完成加工為了操作安全等,一般採用移動門結構的全封閉罩殼,對機床的加工部件進行全封閉 414mall

❺ 數控機床閉環伺服系統的反饋裝置裝在哪裡

數控機床閉環伺服系統的反饋裝置安裝在實際需要檢測的機械部件上。
比如光柵尺安裝在X軸滑座上,圓光柵安裝在B軸轉台軸上等等。

❻ 試述數控機床伺服系統的組成結構和基本要求

數控機床伺服系統的組成結構和基本要求:
一、數控機床伺服系統的組成結構:
1、數控機床伺服系統包括進給伺服系統和主軸伺服系統。數控機床伺服系統是數控系統和機床機械傳動部件間的連接環節,是數控機床的重要組成部分。伺服系統是以機床運動部件位置為控制量的自動控制系統,它根據數控系統插補運算生成的位置指令,精確地變換為機床移動部件的位移(包括直線位移和角位移),直接反映了機床坐標軸跟蹤運動指令和定位的性能。一般所說的伺服系統是指進給伺服系統。
2、進給伺服系統用於控制機床各坐標軸的切削進給運動,是一種精密的位置跟蹤、定位系統,它包括速度控制和位置控制,是一般概念的伺服驅動系統;進給伺服系統主要由以下幾個部分組成:伺服驅動電路、伺服驅動裝置(電機)、位置檢測裝置、機械傳動機構以及執行部件。進給伺服系統接受數控系統發出的進給位移和速度指令信號,由伺服驅動電路作一定的轉換和放大後經伺服驅動裝置和機械傳動機構,驅動機床的執行部件進行工作進給和快速進給。
3、 主軸伺服系統用於控制機床主軸的旋轉運動和切削過程中的轉矩和功率,一般只以速度控制為主。
二、數控機床伺服系統的基本要求:
1、數控機床的高效率、高精度主要取決於進給伺服系統的性能。因此數控機床對進給伺服系統的位置控制、速度控制、伺服電動機、機械傳動等方面都有很高的要求。
2、要求具有可逆行的能力:在加工過程中,機床工作台根據加工軌跡的要求,隨時都可以實現正向或反向運動,同時要求在方向變化時,不應有反向間隙和運動的損失。數控機床一般採用具有削除反向間隙能力的傳動機構,如滾珠絲杠。
3、要求具有較寬的調整范圍:為適應不同的加工條件,數控機床要求進給在很寬的范圍內無級變化。這就要求伺服電動機有很寬的調整范圍和優異的調整特性。經過機械傳動後電動機轉速的變化范圍即可轉換為進給速度的變化范圍。對一般數控機床而言,進給速度范圍在0-24時都可以滿足加工要求。通常在這樣的速度范圍還可以提出以下更細的技術要求。
1)在1-2400mm/min即1:2400調速范圍內,要求均勻、穩定、無爬行、且速降小。
2)在1mm/min以下時具有一定的瞬時速度,但平均速度很低。
3)在零速度時,即工作台停止運動時,要求電動機有電磁轉矩以維持定位精度,使定位誤差不超過系統的允許范圍,即電動機處於伺服鎖定轉態。
4、要求具有足夠的傳動剛性和較高的速度穩定性:伺服系統在不同的負載情況下或切削條件發生變化時應使進給系統速度穩定,即具有良好的靜態與動太負載特性。剛性良好的系統,速度負載力矩變化的影響很小。通常要求承受的額定矩變化時靜態速降應小於5%,動態速降應小於10%。
5、要求具有快速響應的能力:為保證輪廓切削開關的高精度和低的表面粗糙度,對位置伺服系統除了要求國交高的定位精度外,還要求有良好的快速響應特性,即要求跟蹤指令信號的響應快速。這主要有兩方面的要求;一是伺服系統處於頻繁的啟動、制動、加速、減速等動態過程時,為了提高生產效率和保證加工質量,要求加、減速度足夠大,以縮短過渡過程時間,一般電動機速度由零到最大,或從最大減少到零,時間應控制在200MS以下,甚至少於幾十毫秒,且速度變化時不應有超調;二是當負載突變時過渡過程恢復時間要短且無振盪,這樣才能得到光滑的加工表面。
6、要求具有高精度:為了滿足數控加工精度的要求,關鍵是保證數控機床的定位精度和進給精度。這是伺服系統性能的重要指標。位置伺服系統的定位精度一般要求能達到1pm甚至0.1pm,相應地,對伺服系統的分辨力也提出了要求。分辨力是指當伺服系統接受CNC送來的一個脈沖時工作台相應移動的距離,也稱脈沖當量。系統力取決於系統穩定工作性能和所使用的位置檢測元件。目前的閉環伺服系統都能達到1pm的分辨力(脈沖當量)。高精度數控機床可達到0.1pm的分辨力甚至更小。
7、要求低速時仍有較大的輸入轉矩。
8、低速時進給雞翅要有大的轉矩輸出,以滿足低速進給切削的要求。

❼ 數控機床的檢測反饋裝置的作用是

數控機床的檢棗春嘩測反饋裝置的作用是檢測位移和速度,發出反饋信號,使系統形成閉環控制。
數控機床的檢測反饋裝置是閉環控制、半閉環控制服務系統的重要組成部分,在閉環控制系統中設置檢測反饋裝置可以提高數控機床的定位精凳行度和重復定位精度回轉或直線運動,系統把反饋的信號與輸入信號進行比較,其差值經放大後驅動執行部件進行運動加工,其主要作用就是為了檢測位移和速度,發出反饋信號,使系統形成閉環控制。
數控控機床是負責利用車床設備完成產品建工的工作人員,主要工作包括:按照圖紙工藝和操作要求,通過操作數控機床完成零件加工;做好產品自檢工作;根據加工材料合理選擇加工森信刀具,確定加工參數。

❽ 數控機床對檢測元件及位置檢測裝置有什麼要求

一、數控機床對檢測元件要求:
檢測元件是檢測裝置的重要部件,其主要作用是檢測位移和速度,發送反饋信號。位移檢測系統能夠測量的最小們移量稱為解析度。解析度不僅取決於檢測元件本身,而且也取決於測量電路。
1、數控機床對檢測元件的主要要求是:
(1)壽命長,可靠性高,抗干擾能力強;
(2)滿足精度和速度要求;
(3)使用維護方便,適合數控機床運行環境;
(4)成本低;
(5)便於與計算機連接。
不同類型的數控機床對檢測系統的精度與速度的要求不同。通常大型數控機床以滿足速度要求為主,而中、小型和高精度數控機床以滿足精度要求為主。選擇測量系統的解析度和脈沖當量時,一般要求比加工精度高一個數量級。
二、數控機床對位置檢測裝置的要求
位置檢測裝置是數控機床伺服系統的重要組成部分。位置檢測裝置的作用是檢測位移和速度,發送反饋信號,構成閉環或半閉環控制。數控機床的加工精度主要由於檢測系統的精度決定。不同類型的數控機床,對位置檢測元件,檢測系統的精度要求和被測部件的最高移動速度各不相同。現在檢測元件與系統的最高水平是;被測部件的最高移動速度高至240m/min時,其檢測位移的分辨力(能檢測的最小位移量)可達1um,即24m/min時可達0.1um。最高分辨力可達到0.01um。
數控機床對位置檢測裝置的要求是:
(1)受溫度、濕度的影響小,工作可靠,能長期保持精度,抗干擾能力強。
(2)在數控機床執行部件移動范圍內,能滿足精度和速度的要求。
(3)使用維護方便,適應數控機床工作環境。
(4)成本低。

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