(一)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分類
按控制對(duì)象和使用目的進(jìn)給伺服系統(tǒng)用于控制機(jī)床各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng),是一種精密的位置跟蹤、定位系統(tǒng),它包括速度控制和位置控制。
主軸伺服系統(tǒng)用于控制機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和切削過程中的轉(zhuǎn)矩和功率,一般只以速度控制為主。
輔助伺服系統(tǒng)用在各類加工中心或多功能數(shù)控機(jī)床中,用來控制刀庫、料庫等輔助系統(tǒng),一般多采用簡(jiǎn)易的位置控制。
按伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)理論數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)。
按驅(qū)動(dòng)部件的動(dòng)作原理電液控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng),其中,電氣控制系統(tǒng)分為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
按反饋比較控制方式脈沖比較、相位比較、幅值比較和全數(shù)字等伺服系統(tǒng)。
(二)數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求
對(duì)進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求:
高精度要求伺服系統(tǒng)準(zhǔn)確定位,即定位誤差特別是重復(fù)定位誤差要小,并且伺服系統(tǒng)的跟隨精度高,即跟隨誤差小。一般定位精度達(dá)到μm級(jí),高的要求達(dá)到±0.01~±0.005μm。
快速響應(yīng),無超調(diào)加工過程中,為了提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量,要求加(減)速度足夠大,以便縮短伺服系統(tǒng)過渡過程時(shí)間。一般電動(dòng)機(jī)速度從零變到zui高速,或從zui高速降至零,時(shí)間在200毫秒以下,甚至小于幾十毫秒。
調(diào)速范圍寬為保證在任何情況下都能得到*切削條件,要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng)必須具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍(至少達(dá)到1:1000,有些高性能系統(tǒng)已能達(dá)到1:100000)。而且通常是無級(jí)調(diào)速。
低速大轉(zhuǎn)矩具有較強(qiáng)的過載能力。力矩波動(dòng)要小,一般允許的波動(dòng)數(shù)在3%左右。
可靠性高對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng),性能穩(wěn)定,使有壽命長(zhǎng),平均*間隔時(shí)間長(zhǎng)。
對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求:
主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅應(yīng)該具有寬的調(diào)速范圍,而且能在盡可能寬的速度范圍內(nèi)保持恒功率輸出。為了滿足不同數(shù)控機(jī)床的加工要求,還對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提出一些特殊要求,如:
為了能在數(shù)控車床等機(jī)床上加工螺紋,要求主軸驅(qū)動(dòng)與進(jìn)給驅(qū)動(dòng)實(shí)行同步控制;
為了保證端面加工的表面粗糙度,要求數(shù)控車床、磨床等機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有恒線速切削功能;
在加工中心上,由于自動(dòng)換刀的需要,要求主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有高精度的停位控制功能;
有的數(shù)控機(jī)床還要求主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有角度的控制功能。