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伺服(servo)”在中英文里是一個(gè)音意都很接近的詞,,顧名思義,,它表示“伺候服侍”,,的確,,它足按照數(shù)控系統(tǒng)的指令,,對(duì)數(shù)控沖床進(jìn)行忠誠(chéng)的“伺候服侍”,使機(jī)床各坐標(biāo)軸嚴(yán)格地按照數(shù)控指令運(yùn)動(dòng),,加工出合格零件,。也就是說,伺服系統(tǒng)是把數(shù)控信息轉(zhuǎn)化為機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),。數(shù)控沖床集中了傳統(tǒng)的自動(dòng)機(jī)床,、精密機(jī)床和通用機(jī)床三者的優(yōu)點(diǎn),將高效率,、高精度和高柔性集中于一體,,而數(shù)控沖床技術(shù)水平的提高首先依賴于進(jìn)給和主軸驅(qū)動(dòng)特性的改善以及功能的擴(kuò)大,為此,,數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置控制,、速度控制、伺服電機(jī),、機(jī)械傳動(dòng)等方面都有很高的要求.下面將主要敘述前三者,。
由于各種數(shù)控機(jī)床所完成的加工任務(wù)不同,,所以其對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求也不盡相同,但通??筛爬橐韵聨追矫?br /> 1,、可逆運(yùn)行
可逆運(yùn)行要求能靈活地正反向運(yùn)行。在加工過程中,,數(shù)控沖床工作臺(tái)處于隨機(jī)狀態(tài),,根據(jù)加工軌跡的要求,隨時(shí)都可能實(shí)現(xiàn)正向或反向運(yùn)動(dòng),,同時(shí)要求在方向變化時(shí),,不應(yīng)有反向間隙和運(yùn)動(dòng)損失。從能量的角度看,,應(yīng)能實(shí)現(xiàn)能量的可逆轉(zhuǎn)換,,即在加工運(yùn)行時(shí),電機(jī)從電網(wǎng)吸收能量變?yōu)闄C(jī)械能,;在制動(dòng)時(shí),,應(yīng)把電機(jī)的機(jī)械慣性能量變?yōu)殡娔芑仞伣o電網(wǎng),以實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng),。
2.速度范圍寬
為適應(yīng)不同的加工條件,,例如所加工零件的材料、類型,、尺寸,、都位以及刀具的種類和冷卻方式等的不同,要求數(shù)控沖床的進(jìn)給能在很寬的范圍內(nèi)無(wú)級(jí)變化,。這就要求伺服電機(jī)有很寬的調(diào)速范圍和優(yōu)異的調(diào)述特性,。經(jīng)過機(jī)械傳動(dòng)后,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化范圍即可轉(zhuǎn)化為進(jìn)給速度的變化范圍,。目前,,最先進(jìn)的水平是在進(jìn)給脈沖當(dāng)量為l LLm的情況下,進(jìn)給速度在0~ 240 m/min范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),。
對(duì)般數(shù)控沖床而言,,進(jìn)給速度在0~ 24 m/min時(shí),都可滿足加工要求,。通常在這樣的速度范圍還可以提出以更細(xì)致的技術(shù)要求:
(1)在1~24 000 mm/min即1 24 000調(diào)速范圍內(nèi)時(shí),,要求速度均勻、穩(wěn)定,、無(wú)爬行,,且速度降小。
(2)在1mm/rmn以下時(shí),,具有一定的瞬時(shí)速度,,但平均速度很低,。
(3)在零速度時(shí),即工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)時(shí),,要求電機(jī)有電磁轉(zhuǎn)矩以維持定位精度,,使定位誤差不超過系統(tǒng)的允許范圍,即電動(dòng)機(jī)處于伺服鎖定狀態(tài),。
由于位置伺服系統(tǒng)足由速度控制單元和位置控制環(huán)節(jié)兩大部分組成的,,如果對(duì)速度控制系統(tǒng)也過分地追求像位置伺服控制系統(tǒng)那么大的調(diào)速范圍而又要可靠、穩(wěn)定地工作,,那么速度控制系統(tǒng)將會(huì)變得相當(dāng)復(fù)雜,,既提高了成本又降低了可靠性。
一般來說,,對(duì)于進(jìn)給速度范圍為1:20 000的位置控制系統(tǒng)來說,,在總的開環(huán)位置增益為20 (1/s)時(shí),只要保證速度控制單元具有1:1 000的調(diào)速范圍就可以滿足需要,,這樣可使速度控制單元線路既簡(jiǎn)單又可靠,。當(dāng)前,代表當(dāng)今世界先進(jìn)水平的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),,其速度控制單元的調(diào)速范圍已達(dá)1:100 000,。
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