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    伺服系統的分類

    信息發布來源:直線步進電機供應商振合機電
    按調節理論分類1.開環伺服系統  開環伺服系統即無位置反饋的系統,其驅動元件主要是功率步進電機或液壓脈沖馬達。這兩種驅動元件的工作原理的實質是數字脈沖到角度位移的變換,它不用位置檢測元件實現定位,而是靠驅動裝置本身,轉過的角度正比與指令脈沖的個數;運動速度由進給脈沖的頻率決定。  開環伺服系統的結構簡單,易于控制,但精度差,低速不平穩,告訴扭矩小。一般用于輕載負載變化不大或經濟型數控機床上。2.閉環伺服系統  閉環伺服系統是誤差控制隨動隨動系統。數控機床進給系統的誤差,是CNC輸出的位置指令和機床工作臺(或刀架)實際位置的差值。閉環系統運動執行元件不能反映運動的位置,因此需要有位置檢測裝置。該裝置測出實際位移量或者實際所處的位置,并將測量值反饋給CNC裝置,與指令進行比較,求得誤差,依次構成閉環位置控制。  由于閉環伺服系統是反饋控制,反饋測量裝置精度很高,所以系統傳動鏈的誤差,環內各元件的誤差以及運動中造成的誤差都可以得到補償,從而大大提高了跟隨精度和定位精度。3.半閉環系統  位置檢測元件不直接安裝在進給坐標的最終運動部件上,而是中間經過機械傳動部件的位置轉換,稱為間接測量。亦即坐標運動的傳動鏈有一部分在位置閉環以外,在環外的傳動誤差沒有得到系統的補償,因而這種伺服系統的精度低于閉環系統。  半閉環和閉環系統的控制結構是一致的,不同點只是閉環系統環內包括較多的機械傳動部件,傳動誤差均可被補償。理論上精度可以達到很高。但由于受機械變形、溫度變化、振動以及其它因素的影響,系統穩定性難以調整。此外,機床運行一段時間后,由于機械傳動部件的磨損、變形以及其它因素的改變,容易使系統穩定性改變,精度發生變化。因此,目前使用半閉環系統較多。只在具備傳動部件緊密度高、性能穩定、使用過程溫差變化不大的高精度數控機床上使用全閉環伺服系統。按使用直流伺服電機和交流伺服電機分按使用驅動元件分類1.電液伺服系統  電液伺服系統的執行元件是液壓元件,其前一級為電氣元件。驅動元件為液壓機和液壓缸,常用的有電液脈沖馬達和電液伺服馬達。數控機床發展的初期,多數采用電液伺服系統。電液伺服系統具有在低速下可以得到很高的輸出力矩,以及剛性好、時間常數小、反映快和速度平穩等優點。然而,液壓系統需要油箱、油管等供油系統,體積大。此外,還有噪聲、漏油等問題,故從20世紀70年代起逐步被電氣伺服系統代替。只是具有特殊要求時才采用電液伺服系統。2.電氣伺服系統  電氣伺服系統全部采用電子器件和電機部件,操作維護方便,可靠性高。電氣伺服系統中的驅動元件主要有步進電機和交流伺服電機。它們沒有液壓系統中的噪聲、污染和維修費用高等問題,但反應速度和低速力矩不如液壓系統高,現在電機的驅動線路、電機本身的結構都得到很大的改善,性能大大提高,已經在更大的范圍取代液壓伺服系統。1.直流伺服系統  直流伺服系統常用的伺服電機有小慣量直流伺服電機和永磁直流伺服電機(也稱為大慣量寬調速直流伺服電機)。小慣量伺服電機最大限度地減少了電樞的轉動慣量,所以能獲得最好的快速性。小慣量伺服電機一般都設計成有高的額定轉速和低的慣量,所以應用時,要經過中間機械傳動(如齒輪副)才能與絲杠相連接。2.交流伺服系統  交流伺服系統使用交流異步伺服電機和永磁同步伺服電機。由于直流伺服電機存在著固有的圈點,使其應用環境受到限制。交流伺服電機沒有這些缺點,且轉子慣量較直流電機小,使得動態響應好。另外在同體積條件下,交流電機的輸出功率可比直流電機提高10%~70%。還有交流電機的容量可以比直流電機造的大,達到更高的轉速和電壓。按進給驅動和主軸驅動分類1.進給伺服系統  進給伺服系統是指一般概念的伺服系統,它包括速度控制環和位置控制環。進給伺服系統完成各坐標軸的進給運動,具有定位和輪廓跟蹤功能。2.主軸伺服系統  嚴格來說,一般的主軸控制只是一個速度控制系統。主要實現主軸的旋轉運動,提供切削過程中的轉矩和功率,且保證任意轉速的調節,完成在轉速范圍內的無極變速。具有C軸控制的主軸與進給伺服系統一樣,為一般概念的位置伺服控制系統。

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