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伺服系統(tǒng)是數(shù)控沖床結(jié)構(gòu)中非常重要的元件,,不同的伺服系統(tǒng)也控制著不同的功能,,每款數(shù)控沖床的伺服系統(tǒng)也并不是完全相同,那么數(shù)控沖床對伺服系統(tǒng)有什么基本要求呢,?
(1)精度高伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復現(xiàn)輸入量的精確程度,。在數(shù)控加工中對定位精度和輪廓加工精度要求都比較高,定位精度一般為0.01 - 0.001mm,,甚至0.1um,。輪廓加工精度與速度控制和聯(lián)動坐標的協(xié)調(diào)一致控制有關(guān)。在速度控制中,,要求有高的調(diào)速精度,,有較強的抗負載擾動能力。即對靜態(tài),、動態(tài)精度要求都比較高,。
(2)穩(wěn)定性好穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下,能在短暫的調(diào)節(jié)過程后,, 達到新的或者恢復到原來的平衡狀態(tài),。對伺服系統(tǒng)要求有較強的抗干擾能力,保證進給速度均勻,、平穩(wěn),。穩(wěn)定性直接影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度。
(3)快速響應快速響應是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的重要指標,,它反映了系統(tǒng)的跟蹤精度,。為了保證輪廓切削形狀精度和低的加工表面粗糙度,要求伺服系統(tǒng)眼蹤指令信號的響應要快,,這一方面要求過踱過程時間要短,,一般在200m以內(nèi),甚至小于幾十毫秒;另一方面要求超調(diào)要小,。這二方面的要求往往是矛盾的,,實際應用中要采取一定措施,,按工藝加工要求做出一定的取舍。
(4)調(diào)速范圍寬調(diào)速泡圍RN是指數(shù)控沖床要求電動機能提供的最高轉(zhuǎn)速削和最低轉(zhuǎn)速由之比,。
在數(shù)控沖機床中,由于加工用刀具,、被加工材質(zhì)及零件加工要求的不同,,為保證在任何情況下都能得到最佳切削條件,就要求伺服系統(tǒng)具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍,。如在脈沖當量為0.1問情況下,,進給速度從0- 240m/min連續(xù)可調(diào)。但對于一般的數(shù)控沖床而言,,要求進給伺服系統(tǒng)在0- 24m/min進給速 度下工作就足夠了,,而且可以分為以下兒種狀態(tài):
1)在1- 24m/min范圍,要求速度均勻,、穩(wěn)定,、元爬行,且速降要小,。
2)在1mm/min以下時,,具有一定的瞬時速度,而平均速度很低,。
3)在零速時,,即工作臺停止運動時,要求電動機有電磁轉(zhuǎn)矩,,以維持定位精度,,使定 位精度滿足系統(tǒng)的要求,即處于伺服鎖住狀態(tài),。
對速度控制不像對位置控制那樣,,只要穩(wěn)定可靠地工作即可。一般來說,,對于要求速度范圍內(nèi)為1: 2僅削的位置控制系統(tǒng),,只要保證速度單元具有1: 1000的調(diào)速范圍就完全可以滿足要求。這樣,,可使速度控制單元線路既簡單又經(jīng)濟可靠,。當然,代表當前先進水平的速度控制單元的技術(shù)已可達到1:100000的調(diào)速范圍,。主軸伺服系統(tǒng)主要是速度控制,,它要求1 :1000的范圍內(nèi)的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和1: 10以上的恒功率調(diào)速,而且要保證足夠大的輸出功率
(5)低速大轉(zhuǎn)矩機床加工的特點是在低速時進行重切削,,因此要求伺服系統(tǒng)在低速時 要有大的轉(zhuǎn)矩輸出,。進給坐標的伺服控制屬于恒轉(zhuǎn)矩控制;而主軸坐標的伺服控制在低速時為恒轉(zhuǎn)矩控制,,在高速時為恒功率控制。
(6)對伺服電動機的要求為了滿足對伺服系統(tǒng)的要求,,對伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件(伺服電動機)也相應提出高精度,、快響應、寬調(diào)速和大轉(zhuǎn)矩的要求:
(7)電動機從最低進給速度到最高進給速度范圍內(nèi)都能平滑運轉(zhuǎn),,轉(zhuǎn)矩披動要小,,尤其在最低轉(zhuǎn)速時,如001r/min或更低轉(zhuǎn)速時,,仍有平穩(wěn)的速度而無爬行現(xiàn)象,。
2)電動機應有較長時間的過載能力,以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求,。如電動機能在數(shù)分鐘 內(nèi)過載4-6倍而不損壞,。
3)為了滿足快速響應的要求,即隨著控制信號的變化,,電動機應能在較短時間內(nèi)達到 規(guī)定的速度,。快速響應速度直接影響到系統(tǒng)的品質(zhì),,因此要求電動機必須具有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩,,盡可能小的機電時間常數(shù)和起動電壓。
4)電動機應能承受頻繁的起動,、制動和反轉(zhuǎn),。
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