数控机床伺服系统有什么用

㈠ 伺服系统的基本要求

数控机床伺服系统的作用在于接受来自数控装置的指令信号，驱动机床移动部件跟随指令脉冲运动，并保证动作的快速和准确，这就要求高质量的速度和位置伺服。以上指的主要是进给伺服控制，另外还有对主运动的伺服控制，不过控制要求不如前者高。数控机床的精度和速度等技术指标往往主要取决于伺服系统。
一、伺服系统的基本要求和特点
1.对伺服系统的基本要求
（1）稳定性好：稳定是指系统在给定输入或外界干扰作用下，能在短暂的调节过程后到达新的或者回复到原有平衡状态。
（2）精度高：伺服系统的精度是指输出量能跟随输入量的精确程度。作为精密加工的数控机床，要求的定位精度或轮廓加工精度通常都比较高，允许的偏差一般都在0.01～0.00lmm之间。
（3）快速响应性好：快速响应性是伺服系统动态品质的标志之一，即要求跟踪指令信号的响应要快，一方面要求过渡过程时间短，一般在200ms以内，甚至小于几十毫秒；另一方面，为满足超调要求，要求过渡过程的前沿陡，即上升率要大。
2、伺服系统的主要特点
（1）精确的检测装置：以组成速度和位置闭环控制。
（2）有多种反馈比较原理与方法：根据检测装置实现信息反馈的原理不同，伺服系统反馈比较的方法也不相同。目前常用的有脉冲比较、相位比较和幅值比较3种。
（3）高性能的伺服电动机（简称伺服电机）：用于高效和复杂型面加工的数控机床，伺服系统将经常处于频繁的启动和制动过程中。要求电机的输出力矩与转动惯量的比值大，以产生足够大的加速或制动力矩。要求伺服电机在低速时有足够大的输出力矩且运转平稳，以便在与机械运动部分连接中尽量减少中间环节。
（4）宽调速范围的速度调节系统，即速度伺服系统：从系统的控制结构看，数控机床的位置闭环系统可看作是位置调节为外环、速度调节为内环的双闭环自动控制系统，其内部的实际工作过程是把位置控制输入转换成相应的速度给定信号后，再通过调速系统驱动伺服电机，实现实际位移。数控机床的主运动要求调速性能也比较高，因此要求伺服系统为高性能的宽调速系统。

㈡ 数控机床中伺服器和变频器的作用

数控伺服器就是数控的执行机构，用它来控制电机准确的运转；变频器类似于伺服器，通常用在主轴电机的控制，但他不能很精准的控制电机的转角，在要求不高的机床上使用

㈢ 简述数控机床的组成,及各部分的功能

数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。
加工程序载体：
数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（进给量主轴转速等）和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等，通过数控机床的输入装置，将程序信息输入到CNC单元。
数控装置：
数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序化的软件形式实现数控功能，因此又称软件数控（Software NC）。CNC系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行工作。
1）输入装置：将数控指令输入给数控装置，根据程序载体的不同，相应有不同的输入装置。主要有键盘输入、磁盘输入、CAD/CAM系统直接通信方式输入和连接上级计算机的DNC（直接数控）输入，现仍有不少系统还保留有光电阅读机的纸带输入形式。
（1）纸带输入方式。可用纸带光电阅读机读入零件程序，直接控制机床运动，也可以将纸带内容读入存储器，用存储器中储存的零件程序控制机床运动。
（2）MDI手动数据输入方式。操作者可利用操作面板上的键盘输入加工程序的指令，它适用于比较短的程序。
在控制装置编辑状态（EDIT）下，用软件输入加工程序，并存入控制装置的存储器中，这种输入方法可重复使用程序。一般手工编程均采用这种方法。
在具有会话编程功能的数控装置上，可按照显示器上提示的问题，选择不同的菜单，用人机对话的方法，输入有关的尺寸数字，就可自动生成加工程序。
（3）采用DNC直接数控输入方式。把零件程序保存在上级计算机中，CNC系统一边加工一边接收来自计算机的后续程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM软件设计的复杂工件并直接生成零件程序的情况。
2）信息处理：输入装置将加工信息传给CNC单元，编译成计算机能识别的信息，由信息处理部分按照控制程序的规定，逐步存储并进行处理后，通过输出单元发出位置和速度指令给伺服系统和主运动控制部分。CNC系统的输入数据包括：零件的轮廓信息（起点、终点、直线、圆弧等）、加工速度及其他辅助加工信息（如换刀、变速、冷却液开关等），数据处理的目的是完成插补运算前的准备工作。数据处理程序还包括刀具半径补偿、速度计算及辅助功能的处理等。

3）输出装置：输出装置与伺服机构相联。输出装置根据控制器的命令接受运算器的输出脉冲，并把它送到各坐标的伺服控制系统，经过功率放大，驱动伺服系统，从而控制机床按规定要求运动。
伺服与测量反馈系统：
伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息，经功率放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服系统是数控机床的最后环节，其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标，因此，对数控机床的伺服驱动装置，要求具有良好的快速反应性能，准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。
伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。驱动装置由主轴驱动单元、进给驱动单元和主轴伺服电动机、进给伺服电动机组成。步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机是常用的驱动装置。
测量元件将数控机床各坐标轴的实际位移值检测出来并经反馈系统输入到机床的数控装置中，数控装置对反馈回来的实际位移值与指令值进行比较，并向伺服系统输出达到设定值所需的位移量指令。
机床主体：
机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。与传统的机床相比，数控机床主体具有如下结构特点：
1）采用具有高刚度、高抗震性及较小热变形的机床新结构。通常用提高结构系统的静刚度、增加阻尼、调整结构件质量和固有频率等方法来提高机床主机的刚度和抗震性，使机床主体能适应数控机床连续自动地进行切削加工的需要。采取改善机床结构布局、减少发热、控制温升及采用热位移补偿等措施，可减少热变形对机床主机的影响。
2）广泛采用高性能的主轴伺服驱动和进给伺服驱动装置，使数控机床的传动链缩短，简化了机床机械传动系统的结构。
3）采用高传动效率、高精度、无间隙的传动装置和运动部件，如滚珠丝杠螺母副、塑料滑动导轨、直线滚动导轨、静压导轨等。
数控机床辅助装置：
辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置，排屑装置，冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明等各种辅助装置。

㈣ 简述数控装置和伺服系统的功能

1.开环控制数控系统：
这类数控系统不带检测装置，也无反馈电路，以步进电动机为驱动元件，如图3所示。CNC装置输出的指令进给脉冲经驱动电路进行功率放大，转换为控制步进电动机各定子绕组依此通电／断电的电流脉冲信号，驱动步进电动机转动，再经机床传动机构(齿轮箱，丝杠等)带动工作台移动。这种方式控制简单，价格比较低廉，被广泛应用于经济型数控系统中。
图3
开环控制数控系统
2.半闭环控制数控系统：
位置检测元件被安装在电动机轴端或丝杠轴端，通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行位置(直线位移)，并将其与CNC装置计算出的指令位置(或位移)相比较，用差值进行控制，其控制框图如图4所示。由于闭环的环路内不包括丝杠、螺母副及机床工作台这些大惯性环节，由这些环节造成的误差不能由环路所矫正，其控制精度不如闭环控制数控系统，但其调试方便，可以获得比较稳定的控制特性，因此在实际应用中，这种方式被广泛采用。
图4
半闭环控制数控系统
3.全闭环控制数控系统：
位置检测装置安装在机床工作台上，用以检测机床工作台的实际运行位置(直线位移)，并将其与CNC装置计算出的指令位置(或位移)相比较，用差值进行控制，其控制框图如图1-12所示。这类控制方式的位置控制精度很高，但由于它将丝杠、螺母副及机床工作台这些大惯性环节放在闭环内，调试时，其系统稳定状态很难达到。
图5
全闭环控制数控系统
三、按数控系统功能水平分类
1.经济型数控系统：又称简易数控系统，通常仅能满足一般精度要求的加工，能加工形状较简单的直线、斜线、圆弧及带螺纹类的零件，采用的微机系统为单板机或单片机系统，如：经济型数控线切割机床，数控钻床，数控车床，数控铣床及数控磨床等。
2.普及型数控系统：通常称之为全功能数控系统，这类数控系统功能较多，但不追求过多，以实用为准。
3.高档型数控系统：指加工复杂形状工件的多轴控制数控系统，且其工序集中、自动化程度高、功能强、具有高度柔性。用于具有5轴以上的数控铣床，大、中型数控机床、五面加工中心，车削中心和柔性加工单元等。

㈤ 数控机床中按伺服系统可以分为哪三种

数控机床中按伺服系统可以分为开环控制、半闭环控制和闭环控制三种。

开环控制：不带位置反馈装置的控制方式。加工精度一般在0.02-0.05mm精度左右。

半闭环控制：在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置，通过检测伺服电动机的转角间接地检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器，与输入的指令进行比较，用差值控制运动部件。加工精度一般在0.01-0.02mm精度左右。

闭环控制：在机床的最终的运动部件的相应位置直接直线或回转式检测装置，将直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令移量进行比较，用差值控制运动部件，使运动部件严格按实际需要的位移量运动。加工精度一般在0.002-0.01mm精度左右。

(5)数控机床伺服系统有什么用扩展阅读

伺服系统为数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息，经功率放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。

由于伺服系统为数控机床的最后环节，其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标，因此，对数控机床的伺服驱动装置，要求具有良好的快速反应性能，准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。

伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。驱动装置由主轴驱动单元、进给驱动单元和主轴伺服电动机、进给伺服电动机组成。步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机是常用的驱动装置。

测量元件将数控机床各坐标轴的实际位移值检测出来并经反馈系统输入到机床的数控装置中，数控装置对反馈回来的实际位移值与指令值进行比较，并向伺服系统输出达到设定值所需的位移量指令。

㈥ 数控机床伺服系统有什么概念简介

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。
1、数控机床开环伺服系统
数控机床开环伺服系统通常不带有位置检测元件，伺服驱动元件多为步进电动机，输入的数据经过数控系统的运算分配输出指令脉冲。指令脉冲控制步进电动机转动，再经过传动机构，使执行部件移动或转动。这种控制方式对执行机构的工作情况是不进行检测的指令发出去不再反馈回来，称为开环控制。这种控制方式调试方便，维修简单，成本低，但控制的精度和速度受到限制，一般适用于精度要求不高的中、小型数控设备。
2、闭环伺服系统
数控机床闭环伺服控制方式必须具备检测元件的条件检测元件直接安装在工作台上。当指令值发送到位置比较电路时，此时若工作台没有移动，没有反馈量，指令值使得伺服电动机转动，并带动工作台移动，此时检测元件将工作台实际位移量反馈回去，在位置比较电路中与指令值进行比较，用比较后得到的差值进行控制，直至差值消除为止，这就叫做闭环控制。
这种数控机床控制方式的优点是精度高、速度快，但调试和维修比较复杂、成本高，一般用于运动速度和精度要求较高的大、中型数控设备。
3、半闭环伺服系统
这种数控机床控制方式对工作台的实际位置不进行检测，而是通过与伺服电动机有的检测元件间接测量出伺服电动机的转角，进而推算出工作台的实际位移量，用此值与指令值进行比较，用差值实现控制。由于工作台没有完全包括在控制回路内，带动工作台移动的滚珠丝杠误差不能补偿，因而称之为半闭环伺服系统。半闭环伺服系统介于开环和闭环之间，精度比开环高，调试却比闭环容易，成本也较低，是广泛使用的一种数控系统。

㈦ 数控机床的步进电动机伺服系统特点和应用分别是什么#数控机床#

数控机床的步进电动机伺服系统特点和应用
步进电动机伺服系统一般构成典型的开环伺服系统，其基本机构如图所示。在这种开环伺服系统中，执行元件是步进电动机。步进电动机是一种可将电脉冲转换为机械角位移的控制电动机，并通过丝杠带动工作台移动。通常该系统中无位置、速度检测环节，其精度主要取决于步进电动机的步距角和与之相联传动链的精度。步进电动机的最高转速通常均比直流伺服电动机和交流伺服电动机低，且在低速时容易产生振动，影响加工精度。但步进电动机伺服系统的制造与控制比较容易，在速度和精度要求不太高的场合有一定的使用价值，同时步进电动机细分技术的应用，使步进电动机开环伺服系统的定位精度显著提高，并可有效地降低步进电动机的低速振动，从而使步进电动机伺服系统得到更加广泛的应用。特别适合于中、低精度的经济型数控机床和普通机床的数控化改造。步进电动机伺服系统主要应用于开环位置控制中，该系统由环形分配器、步进电动机、驱动电源等部分组成。这种系统简单容易控制，维修方便且控制为全数字化，比较适应当前计算机技术发展的趋势。

㈧ 数控机床进给伺服系统的作用是什么

数控机床进给伺服系统的作用是：
伺服系统是数控装置和机床主机的联系环节，它用于接收数控装置插补器发出的进给脉冲或进给位移量信息，经过一定的信号转换和电压、功率放大，由伺服电机带动传动机构，最后转化为机床工作台相对于刀具的直线位移或回转位移。
为了提高数控机床的性能，对机床用进给伺服系统提出了很高的要求。由于各种数控机床所完成的加工任务不同，所以对进给伺服系统的要求也不尽相同，但大致可概括为以下四个方面。
（1）高精度为了保证零件加工质量和提高效率，要保证数控机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，要求有高的调速精度、强的抗负载扰动的能力，也即要求静态和动态速降尽可能小。
（2）快响应为了保证轮廓切削形状精度和加工表面粗糙度，除了要求有较高的定位精度外，还要求系统有良好的快速响应特性，即要求跟踪指令信号的响应要快，位置跟踪误差（位置跟踪精度）要小。
（3）宽调速范围它是指在额定负载时电动机能提供的最高转速与最低转速之比。对于一般的数控机床而言，要求进给伺服系统能在0～24m/min下都能正常工作。
（4）低速大转矩根据机床加工特点，大都是在低速时进行重切削，既要求在低速时进给伺服系统有大的转矩输出。

㈨ 数控机床伺服系统的作用

数控机床的进给伺服系统以机床移动部件的位置和速度为控制量，接受来自数控系统插补软件生成的进给指令，经过一定的信号变换及功率放大、检测反馈，由伺服电机带动机床工作台，实现工作台工件相对于刀具的运动（铣床）或工作台刀具相对于工件的运动（车床）。

㈩ 什么是数控机床的伺服系统

伺服英文单词Servo的音译，英文的本意为“服从”，与中文伺服的含义也是相同的。
数控机床的伺服系统(ServoSystem)是以机床移动部件的位移和速度为直接控制目的的自动控制系统，也称为位置随动系统，简称伺服系统.常见的伺服系统有开环系统和闭环系统;直流伺服系统和交流伺服系统:进给伺服和主轴驱动系统:电液伺服系统和电气伺服系统。
如果把数控系统比做数控机床的“大脑”，是发布“命令”的指挥机构，那么伺服系统就是数控机床的“四肢”，是执行“命令”的机构，它忠实而准确地执行由数控系统发来的运动命令。
伺服驱动是一种执行机构，它能够准确地执行来自数控系统的运动指令.驱动系统是由驱动执行元件和驱动装置组成的。驱动执行元件由交流或者直流电动机、速度电流检测元件及相关的机械传动和运动部件组成。
数控机床伺服系统的性能很大程度上决定了数控机床的性能。数控机床的最高移动速度、跟踪速度、定位精度等重要指标取决于伺服系统的动态和静态特性。
伺服系统的作用是接收来自数控系统的指令信号,经过放大和转换，驱动数控机床的执行元件跟随指令信号运动，实现预期的运动，并保证动作的快速、稳定和准确.伺服系统本身是一个速度和电流的双闭环控制系统，从而保证运行时速度和力矩的稳定。
进给伺服系统控制机床移动部件的位移，以直线运动为主，控制速度和位移量。主轴驱动系统控制主轴的旋转，以旋转运动为主，主要控制速度。