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    按進給數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的控制原理分類

    閱讀:223          發(fā)布時間:2020-8-11

    按進給伺服系統(tǒng)控制原理不同,數(shù)控機床可分為開環(huán)控制數(shù)控機床、半閉環(huán)控制數(shù)控機床和全閉環(huán)控制數(shù)控機床。

    1.開環(huán)控制數(shù)控機床

    開環(huán)數(shù)控機床是指沒有位置反饋裝置的數(shù)控機床,一般以功率步進電動機作為伺服驅(qū)動元件,其信號流是單向的,如圖1. 6所示。


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    開環(huán)控制數(shù)控機床的特點:

    (1)開環(huán)控制數(shù)控機床無位置反饋裝置,所以結構簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡單、價格低廉。

    (2)開環(huán)控制數(shù)控機床無位置反饋裝置,機床加工精度主要取決于伺服驅(qū)動電動機和機械傳動機構的性能和精度,如步進電動機步距誤差,齒輪副、絲杠螺母副的傳動誤差,都會影響機床工作臺的運動精度,并終影響零件的加工精度,因此加工精度不高。

    (3)開環(huán)控制數(shù)控機床主要適用于負載較輕且變化不大的場合。

    2.半閉環(huán)控制數(shù)控機床

    半閉環(huán)數(shù)控機床采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng),系統(tǒng)的位置采樣點是從伺服電動機或絲杠的端部引出,通過檢測伺服電動機或者絲杠的轉(zhuǎn)角,從而間接檢測移動部件的位移,并與輸入的指令值進行比較,.用差值控制運動部件向減小誤差的方向運動,如圖1. 7所示。


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    半閉環(huán)數(shù)控機床的特點:

    (1)半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機械傳動環(huán)節(jié),因此可獲得穩(wěn)定的控制性能,其系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好。

    (2)半閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)能夠消除電動機或絲杠的轉(zhuǎn)角誤差,因此,其加工精度較開環(huán)好,但比全閉環(huán)差。

    (3)半閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)難以消除由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運動誤差,但可對這類誤差進行補償,因此加工精度進一步提高。

    <4)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)設計方便、傳動系統(tǒng)簡單、結構緊湊、性價比較高且調(diào)試方便,因此在現(xiàn)代CNC機床中得到了廣泛應用。

    3.全閉環(huán)控制數(shù)控機床

    全閉環(huán)數(shù)控機床采用閉環(huán)伺服控制,其位置反饋信號的采樣點從工作臺直接引出,可直接對終運動部件的實際位置進行檢測,利用工作臺的實際位置與指令位置差值進行控制,使運動部件嚴格按實際需要的位移量運動,因此能獲得更高的加工精度,如圖1. 8所示。


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    全閉環(huán)控制數(shù)控機床的特點:

    (1)從理論上講,全閉環(huán)控制可以消除整個驅(qū)動和傳動環(huán)節(jié)的誤差、間隙和磨損對加工精度的影響,即機床加工精度只取決于檢測裝置的精度,而與傳動鏈誤差等因素無關。但實際對傳動鏈和機床結構仍有嚴格要求。

    C2)由于全閉環(huán)控制環(huán)內(nèi)的許多機械傳動環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的,很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定,使得全閉環(huán)系統(tǒng)的設計、安裝和調(diào)試都相當困難。因此全閉環(huán)系統(tǒng)主要用于精度要求很高的·撞銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機床等。

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