一,、校平機伺服控制系統(tǒng)
(一)開環(huán)伺服系統(tǒng)開環(huán)伺服系統(tǒng)不設(shè)置檢測反饋裝置,,不構(gòu)成運動反饋控制回路,電動機按裝置發(fā)出的指令脈沖工作,,對運動誤差沒有檢測反饋和處理修正過程,,采用步進電機作為驅(qū)動器件,精度完全取決于步進電動機的步距角精度和機械部分的傳動精度,,難以達到高精度要求,。步進電動機的轉(zhuǎn)速不可能很高,運動部件的速度受到-,。但步進電機結(jié)構(gòu)簡單,、可靠性高、成本低,,且其控制電路也簡單,。所以開環(huán)控制系統(tǒng)多用于精度和速度要求不高的經(jīng)濟型設(shè)備。

半閉環(huán)伺服系統(tǒng)采用內(nèi)裝于電機內(nèi)的脈沖編碼器,,無刷旋轉(zhuǎn)變壓器或測速發(fā)電機作為位置速度檢測器件來構(gòu)成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng),,其系統(tǒng)的反饋信號取自電機軸或絲桿上,進給系統(tǒng)中的機械傳動裝置處于反饋回路之外,,其剛度等非線性因素對系統(tǒng)穩(wěn)定性沒有影響,,安裝調(diào)試比較方便。定位精度與機械傳動裝置的精度有關(guān),,而數(shù)控裝置都有螺距誤差補償和間隙補償?shù)软椆δ?,在傳動裝置精度不太高的情況下,可以利用補償功能將加工精度提高到滿足的程度,。故半閉環(huán)伺服系統(tǒng)在數(shù)控校平機生產(chǎn)線中應(yīng)用很廣,。
(三)全閉環(huán)伺服系統(tǒng)
閉環(huán)伺服系統(tǒng)主要由比較環(huán)節(jié),、伺服驅(qū)動放大器,進給伺服電動機,、機械傳動裝置和直線位移測量裝置組成,。對機床運動部件的移動量具有檢測與反饋修正功能,采用直流伺服電動機或交流伺服電動機作為驅(qū)動部件,??梢圆捎弥苯影惭b在工作臺的光柵或感應(yīng)同步器作為位置檢測器件,來構(gòu)成高精度的全閉環(huán)位置控制系統(tǒng),。系統(tǒng)的直線位移檢測器安裝在移動部件上,,其精度主要取決于位移檢測裝置的精度和靈敏度,其產(chǎn)生的加工精度比較高,。但機械傳動裝置的剛度,、摩擦阻尼特性、反向間隙等各種非線性因素,,對系統(tǒng)穩(wěn)定性有很大影響,,使閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)安裝調(diào)試比較復(fù)雜。
二,、校平機伺服電機控制性能優(yōu)越
(一)低頻特性好
步進電機易出現(xiàn)低速時低頻振動現(xiàn)象,。交流伺服電機不會出現(xiàn)此現(xiàn)象,運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),,交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能,,可檢測出機械的共振點,便于系統(tǒng)調(diào)整,。
(二)速度響應(yīng)快
步進電機從靜止加速到額定轉(zhuǎn)速需要200~400ms,。交流伺服系統(tǒng)的速度響應(yīng)較快,有的交流伺服電機,,從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速僅需幾毫秒,。
(三)控制精度高
交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。例如松下全數(shù)字式交流伺服電機,,對于帶17位編碼器的電機而言,,其脈沖當量為9.89秒,是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655,。
(四)過載能力強
步進電機不具有過載能力,,為了克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩,選型時需要選取額定轉(zhuǎn)矩比負載轉(zhuǎn)矩大很多的電機,,造成了力矩浪費的現(xiàn)象,。而交流伺服電機具有較強的過載能力,例如松下交流伺服系統(tǒng)中的伺服電機的最大轉(zhuǎn)矩達到額定轉(zhuǎn)矩的三倍,可用于克服啟動瞬間的慣性力矩,。
(五)矩頻特性佳
步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,,且在較高轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)矩會急劇下降,所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600rpm,。交流伺服電機為恒力矩輸出,,即在其額定轉(zhuǎn)速以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,。
三,、伺服電機控制展望
校平設(shè)備伺服電機控制技術(shù)的發(fā)展推動加工技術(shù)的高速高精化。90年代以來,,數(shù)控系統(tǒng)逐漸應(yīng)用伺服電機作為驅(qū)動器件,。交流伺服電機內(nèi)是無刷結(jié)構(gòu),幾乎不需維修,,體積相對較小,,有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高。目前交流伺服系統(tǒng)己在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服系統(tǒng),。
另外,,先進傳感器檢測技術(shù)的發(fā)展也極大地提高了交流電動機調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能和定位精度。交流伺服電機調(diào)速系統(tǒng)一般選用無刷旋轉(zhuǎn)變壓器,、混合型的光電編碼器和絕對值編碼器作為位置,、速度傳感器,其傳感器具有小于1μs的響應(yīng)時間,。伺服電動機本身也在向高速方向發(fā)展,,與上述高速編碼器配合實現(xiàn)了60m/min甚至100m/min的快速進給和1g的加速度。為保證高速時電動機旋轉(zhuǎn)更加平滑,,改進了電動機的磁路設(shè)計,,并配合高速數(shù)字伺服軟件,可保證電動機即使在小于1μm轉(zhuǎn)動時也顯得平滑而無爬行,。
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