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数控机床伺服系统中的速度反馈检测装置为

发布时间:2023-06-12 15:25:23

❶ 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。



(1)数控机床伺服系统中的速度反馈检测装置为扩展阅读

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。

❷ 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。

❸ 数控机床伺服系统常用的速度检测装置有哪些

常用的检测装置:有直线型和旋转型两大类。

❹ 数控机床的组成及其各部分功能详细介绍

数控机床的组成及其各部分功能

数控机床一般由数控系统、包含伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统、强电控制柜、机床本体和各类辅助装置组成(钼丝)

(1)控制介质

控制介质又称信息载体,是人与数控机床之间联系的中间媒介物质,反映了数控加工中全部信息。

(2)数控系统

数控系统是机床实现自动加工的核心,是整个数控机床的灵魂所在。主要由输入装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输入/输出接口等组成。主控制系统主要由CPU、存储器、控制器等组成。数控系统的主要控制对象是位置、角度、速度等机械量,以及温度、压力、流量等物理量,其控制方式叉可分为数据运算处理控制和时序逻辑控制两大类。其中主控制器内的插补模块就是根据所读人的零件程序,通过译码、编译等处理后,进行相应的刀具轨迹插补运算,并通过与各坐标伺服系统的位置、速度反馈信号的比较,从而控制机床各坐标轴的位移。而时序逻辑控制通常由可编程控制器PLC来完成,它根据机床加工过程中各个动作要求进行协调,按各检测信号进行逻辑判别,从而控制机床各个部件有条不紊地接顺序工作钼丝。

(3)伺服系统

伺服系统是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组成。伺服电动机是系统的执行元件,驱动控制系统则是伺服电动机的动力源。数控系统发出的指令信号与位置反馈信号比较后作为位移指令,再经过驱动系统的功率放大后,驱动电动机运转,通过机械传动装置拖动工作台或刀架运动钼丝。

(4)强电控制柜

强电控制柜主要用束安装机床强电控制的各种电气元器件,除了提供数控、伺服等一类弱电控制系统的输^电源,以及各种短路、过载、欠压等电气保护外,主要在P1,C的输出接口与机床各类辅助装置的电气执行元件之间起桥梁连接作用,控制机床辅助装置的各种交流电动机、液压系统电磁闻或电磁离台器等。此外,它也与机床操作台有关手动按钮连接。强电控制柜由各种中间继电器、接触器、变压器、电源开关、接线端子和各类电气保护元器件等构成。它与一般普通机床的电气类似,但为了提高对弱电控制系统的抗干扰性,要求各类频繁启动或切换的电动机、接触器等电磁感应器件中均必须并接RC阻容吸收器;对各种检测信号的输入均要求用屏蔽电缆连接钼丝。

(5)辅助装置

辅助装置主要包括自动换刃装置ATC (Automatic Tool ChaWer)、自动交换工作台机构APC (Automatic Pallet Changer)、工件夹紧放松机构、回转工作台、液压控制系统、润滑装置、切削液装置、排屑装置、过载和保护装置等。

(6)机床本体

数控机床的本体指其机械结构实体。它与传统的普通机床相比较,同样由主传动系统、进给传动机构、工作台、床身以厦立柱等部分组成,但数控机床的整体布局、外观造型、传动机构、工具系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。为了满足数控技术的要求和充分发挥数控机床的特点,归纳起来包括以下几个方面的变化。

①采用高性能主传动及主轴部件。具有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点。 ②进给传动采用高效传动件。具有传动链短、结构简单、传动精度高等特点,一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等钼丝。

③具有完善的刀具自动交换和管理系统。

④在加工中心上一般具有工件自动交换、工件夹紧和放松机构。

⑨机床本身具有很高的动、静剐度。

⑥采用全封闭罩壳。由于数控机床是自动完成加工为了操作安全等,一般采用移动门结构的全封闭罩壳,对机床的加工部件进行全封闭 414mall

❺ 数控机床闭环伺服系统的反馈装置装在哪里

数控机床闭环伺服系统的反馈装置安装在实际需要检测的机械部件上。
比如光栅尺安装在X轴滑座上,圆光栅安装在B轴转台轴上等等。

❻ 试述数控机床伺服系统的组成结构和基本要求

数控机床伺服系统的组成结构和基本要求:
一、数控机床伺服系统的组成结构:
1、数控机床伺服系统包括进给伺服系统和主轴伺服系统。数控机床伺服系统是数控系统和机床机械传动部件间的连接环节,是数控机床的重要组成部分。伺服系统是以机床运动部件位置为控制量的自动控制系统,它根据数控系统插补运算生成的位置指令,精确地变换为机床移动部件的位移(包括直线位移和角位移),直接反映了机床坐标轴跟踪运动指令和定位的性能。一般所说的伺服系统是指进给伺服系统。
2、进给伺服系统用于控制机床各坐标轴的切削进给运动,是一种精密的位置跟踪、定位系统,它包括速度控制和位置控制,是一般概念的伺服驱动系统;进给伺服系统主要由以下几个部分组成:伺服驱动电路、伺服驱动装置(电机)、位置检测装置、机械传动机构以及执行部件。进给伺服系统接受数控系统发出的进给位移和速度指令信号,由伺服驱动电路作一定的转换和放大后经伺服驱动装置和机械传动机构,驱动机床的执行部件进行工作进给和快速进给。
3、 主轴伺服系统用于控制机床主轴的旋转运动和切削过程中的转矩和功率,一般只以速度控制为主。
二、数控机床伺服系统的基本要求:
1、数控机床的高效率、高精度主要取决于进给伺服系统的性能。因此数控机床对进给伺服系统的位置控制、速度控制、伺服电动机、机械传动等方面都有很高的要求。
2、要求具有可逆行的能力:在加工过程中,机床工作台根据加工轨迹的要求,随时都可以实现正向或反向运动,同时要求在方向变化时,不应有反向间隙和运动的损失。数控机床一般采用具有削除反向间隙能力的传动机构,如滚珠丝杠。
3、要求具有较宽的调整范围:为适应不同的加工条件,数控机床要求进给在很宽的范围内无级变化。这就要求伺服电动机有很宽的调整范围和优异的调整特性。经过机械传动后电动机转速的变化范围即可转换为进给速度的变化范围。对一般数控机床而言,进给速度范围在0-24时都可以满足加工要求。通常在这样的速度范围还可以提出以下更细的技术要求。
1)在1-2400mm/min即1:2400调速范围内,要求均匀、稳定、无爬行、且速降小。
2)在1mm/min以下时具有一定的瞬时速度,但平均速度很低。
3)在零速度时,即工作台停止运动时,要求电动机有电磁转矩以维持定位精度,使定位误差不超过系统的允许范围,即电动机处于伺服锁定转态。
4、要求具有足够的传动刚性和较高的速度稳定性:伺服系统在不同的负载情况下或切削条件发生变化时应使进给系统速度稳定,即具有良好的静态与动太负载特性。刚性良好的系统,速度负载力矩变化的影响很小。通常要求承受的额定矩变化时静态速降应小于5%,动态速降应小于10%。
5、要求具有快速响应的能力:为保证轮廓切削开关的高精度和低的表面粗糙度,对位置伺服系统除了要求国交高的定位精度外,还要求有良好的快速响应特性,即要求跟踪指令信号的响应快速。这主要有两方面的要求;一是伺服系统处于频繁的启动、制动、加速、减速等动态过程时,为了提高生产效率和保证加工质量,要求加、减速度足够大,以缩短过渡过程时间,一般电动机速度由零到最大,或从最大减少到零,时间应控制在200MS以下,甚至少于几十毫秒,且速度变化时不应有超调;二是当负载突变时过渡过程恢复时间要短且无振荡,这样才能得到光滑的加工表面。
6、要求具有高精度:为了满足数控加工精度的要求,关键是保证数控机床的定位精度和进给精度。这是伺服系统性能的重要指标。位置伺服系统的定位精度一般要求能达到1pm甚至0.1pm,相应地,对伺服系统的分辨力也提出了要求。分辨力是指当伺服系统接受CNC送来的一个脉冲时工作台相应移动的距离,也称脉冲当量。系统力取决于系统稳定工作性能和所使用的位置检测元件。目前的闭环伺服系统都能达到1pm的分辨力(脉冲当量)。高精度数控机床可达到0.1pm的分辨力甚至更小。
7、要求低速时仍有较大的输入转矩。
8、低速时进给鸡翅要有大的转矩输出,以满足低速进给切削的要求。

❼ 数控机床的检测反馈装置的作用是

数控机床的检枣春哗测反馈装置的作用是检测位移和速度,发出反馈信号,使系统形成闭环控制。
数控机床的检测反馈装置是闭环控制、半闭环控制服务系统的重要组成部分,在闭环控制系统中设置检测反馈装置可以提高数控机床的定位精凳行度和重复定位精度回转或直线运动,系统把反馈的信号与输入信号进行比较,其差值经放大后驱动执行部件进行运动加工,其主要作用就是为了检测位移和速度,发出反馈信号,使系统形成闭环控制。
数控控机床是负责利用车床设备完成产品建工的工作人员,主要工作包括:按照图纸工艺和操作要求,通过操作数控机床完成零件加工;做好产品自检工作;根据加工材料合理选择加工森信刀具,确定加工参数。

❽ 数控机床对检测元件及位置检测装置有什么要求

一、数控机床对检测元件要求:
检测元件是检测装置的重要部件,其主要作用是检测位移和速度,发送反馈信号。位移检测系统能够测量的最小们移量称为分辨率。分辨率不仅取决于检测元件本身,而且也取决于测量电路。
1、数控机床对检测元件的主要要求是:
(1)寿命长,可靠性高,抗干扰能力强;
(2)满足精度和速度要求;
(3)使用维护方便,适合数控机床运行环境;
(4)成本低;
(5)便于与计算机连接。
不同类型的数控机床对检测系统的精度与速度的要求不同。通常大型数控机床以满足速度要求为主,而中、小型和高精度数控机床以满足精度要求为主。选择测量系统的分辨率和脉冲当量时,一般要求比加工精度高一个数量级。
二、数控机床对位置检测装置的要求
位置检测装置是数控机床伺服系统的重要组成部分。位置检测装置的作用是检测位移和速度,发送反馈信号,构成闭环或半闭环控制。数控机床的加工精度主要由于检测系统的精度决定。不同类型的数控机床,对位置检测元件,检测系统的精度要求和被测部件的最高移动速度各不相同。现在检测元件与系统的最高水平是;被测部件的最高移动速度高至240m/min时,其检测位移的分辨力(能检测的最小位移量)可达1um,即24m/min时可达0.1um。最高分辨力可达到0.01um。
数控机床对位置检测装置的要求是:
(1)受温度、湿度的影响小,工作可靠,能长期保持精度,抗干扰能力强。
(2)在数控机床执行部件移动范围内,能满足精度和速度的要求。
(3)使用维护方便,适应数控机床工作环境。
(4)成本低。

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