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作為數(shù)控機(jī)床的重要功能部件，伺服系統(tǒng)的特性一直是影響系統(tǒng)加工性能的重要指標(biāo)。本文介紹了數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)、主軸伺服系統(tǒng)各個(gè)分類(lèi)，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。
一、概述
伺服系統(tǒng)是以機(jī)械運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，電動(dòng)機(jī)為控制對(duì)象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在自動(dòng)控制理論的指導(dǎo)下組成的電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。這類(lèi)系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)要求。具體在數(shù)控機(jī)床中，伺服系統(tǒng)接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的位移、速度指令，經(jīng)變換、放調(diào)與整大后，由電動(dòng)機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸、主軸等，帶動(dòng)工作臺(tái)及刀架，通過(guò)軸的聯(lián)動(dòng)使刀具相對(duì)工件產(chǎn)生各種復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，從而加工出用戶(hù)所要求的復(fù)雜形狀的工件。
作為數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，伺服系統(tǒng)將電力電子器件、控制、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)等集為一體，并隨著數(shù)字脈寬調(diào)制技術(shù)、特種電機(jī)材料技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)歷了從步進(jìn)到直流，進(jìn)而到交流的發(fā)展歷程。數(shù)控機(jī)床中的伺服系統(tǒng)種類(lèi)繁多，本文通過(guò)分析其結(jié)構(gòu)及簡(jiǎn)單歸分，對(duì)其技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)作簡(jiǎn)要探討。
二、伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及分類(lèi)
從基本結(jié)構(gòu)來(lái)看，伺服系統(tǒng)主要由三部分組成：控制器、功率驅(qū)動(dòng)裝置、反饋裝置和電動(dòng)機(jī)（附圖）?？刂破靼凑諗?shù)控系統(tǒng)的給定值和通過(guò)反饋裝置檢測(cè)的實(shí)際運(yùn)行值的差，調(diào)節(jié)控制量；功率驅(qū)動(dòng)裝置作為系統(tǒng)的主回路，一方面按控制量的大小將電網(wǎng)中的電能作用到電動(dòng)機(jī)之上，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小，另一方面按電動(dòng)機(jī)的要求把恒壓恒頻的電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)所需的交流電或直流電；電動(dòng)機(jī)則按供電大小拖動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。
附圖中的主要成分變化多樣，其中任何部分的變化都可構(gòu)成不同種類(lèi)的伺服系統(tǒng)。如根據(jù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型，可將其分為直流伺服和交流伺服；根據(jù)控制器實(shí)現(xiàn)方法的不同，可將其分為模擬伺服和數(shù)字伺服；根據(jù)控制器中閉環(huán)的多少，可將其分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)、單環(huán)控制系統(tǒng)、雙環(huán)控制系統(tǒng)和多環(huán)控制系統(tǒng)?？紤]伺服系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用，本文首先按機(jī)床中傳動(dòng)機(jī)械的不同將其分為進(jìn)給伺服與主軸伺服，然后再根據(jù)其他要素來(lái)探討不同伺服系統(tǒng)的技術(shù)特性。
NKTU01-8 IO Module to Termination Unit Cable ABB Bailey Infi 90
NKTU01-9 IO Module to Termination Unit Cable ABB Bailey Infi 90
NKTU02-9 IO Module to Termination Unit Cable ABB Bailey Infi 90
NKTU11-10 IO Module to Termination Unit Cable ABB Bailey Infi 90
NKTU11-11 IO Module to Termination Unit Cable ABB Bailey Infi 90
NKTU11-12 IO Module to Termination Unit Cable ABB Bailey Infi 90
NKTU11-13 IO Module to Termination Unit Cable ABB Bailey Infi 90
NKTU11-15 IO Module to Termination Unit Cable ABB Bailey Infi 90
NKTU11-16 IO Module to Termination Unit Cable ABB Bailey Infi 90
NKTU11-17 IO Module to Termination Unit Cable ABB Bailey Infi 90
NMFC04 Multifunction Controller - NET 90 ABB Bailey Infi 90
NMPC01 PC90 Processor Module ABB Bailey Infi 90
NPSI02 Module Power Supply ABB Bailey Infi 90
NRI002 NRIO02 NRIO02 Remote IO ABB Bailey Infi 90
NTAI02 Analog Input Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTAI05 Analog Input Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTAI06 Analog Input Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTCF02 Termination Unit - Optic to Electronic ABB Bailey Infi 90
NTCF03 Termination Unit - Electric to Optical ABB Bailey Infi 90
NTCF22 Fiber Optic Communication Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTCF23 Fiber Optic Communication Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTCL01 Communication Link Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTCS02 Control IO Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTCS04 Control IO Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTDI01 Digital IO Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTDI02 Digital IO Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTDO01 Digital Output Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTDO02 Digtal Output Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTLS01 Logic Station Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTMF01 Multi-Function Controller Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTMP01 Multi-Function Processor Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTMU01 Termination Mounting Unit ABB Bailey Infi 90
NTMU02 Termination Unit Mounting Unit ABB Bailey Infi 90
NTPL01 Plant Loop Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTRL02A Fiber Optic Remote IO Termination Unit ABB Bailey Infi 90
NTST01 Time Synch Termination Unit ABB Bailey Infi 90
PHAREPRFO10000 Fiber Optic Repeater ABB Bailey Infi 90
PHARPS32000000 Power Supply Module ABB Bailey Infi 90
PHBAIN1200S100 Analog Input Base - Harmony Block IO ABB Bailey Infi 90
PHBAIN2200S100 Analog Input Base - Harmony Block IO ABB Bailey Infi 90
PHBAOT1500S100 AOT 150 Analog Output Mounting Base ABB Bailey Infi 90
PHBBLK10000100 Blank Block Mounting Base - Harmony IO ABB Bailey Infi 90
PHBBLK10010000 BLK100 Blank Block Module - Harmony IO ABB Bailey Infi 90
PHBDIO4000R100 Digital IO Mounting Base - Harmony Block IO ABB Bailey Infi 90
PHBDOT1000S100 DOT-100 Digital Output Mounting Base ABB Bailey Infi 90
PHBRMU1000N100 Repeater Mounting Base for Hnet Communication ABB Bailey Infi 90
