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加工中心的伺服與進給系統(tǒng)
日期：2010年07月19 來源：沈陽第一機床廠 關鍵字：加工中心
加工中心的伺服與進給系統(tǒng)
(1)車軸伺服系統(tǒng)
隨著數(shù)控技術的發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控機床對主傳動提出了越來越高的要求。如要求在很寬的范圍內轉速連續(xù)可調，恒功率的范圍要寬，要有四象限的驅動能力。為滿足加工中0自動換刀以及某些加工工藝的需要，要求主軸具有高精度的準�？刂频�。主軸驅動變速目前主要采用兩種形式：一是主軸電機帶齒輪分段無級變速；二是主軸電機通過同步齒形帶或皮帶驅動主軸．該類主軸電機叉稱寬域電動機或強切削電動機，具有恒功率寬的特電。主軸的準�？刂品謾C械準停與電氣準停．目前國內外中高檔數(shù)控系統(tǒng)均采用電氣準�？刂啤�
①直流主軸驅動系統(tǒng)。直流主軸驅動多采用品閘管調速方式，直流進給伺服系統(tǒng)是由速度環(huán)和電流環(huán)構成的雙環(huán)控制系統(tǒng)來控制直流主軸電機的電樞電壓的，主軸電機采用他勵式電動機，勵磁繞組與電摳繞組相互獨立。電動機轉速從最小值到額定值，保持勵磁電流不變。實現(xiàn)詞壓調速，屬于恒轉矩控制；從額定值到最大值，勵磁電流減小，實現(xiàn)調磁調速，屬恒功率控制。
②交流主軸驅動系統(tǒng)。隨著交流調速技術的發(fā)展，目前數(shù)控機床的主軸驅動多采用主軸電機配變頻器的控制方式。電網端逆變器由六只晶閘管組成的三相橋式全控整流電路組成．該電路可工作在整流狀態(tài)。向中間電路直接供電，也可工作在逆變狀態(tài)，完成能量反饋電網的任務。負載端逆變器由帶反并聯(lián)續(xù)流二椴管的六只功率晶體管組成。通過磁場計算機的控制，負載端逆變器輸出j相正弦脈寬調制(PwM)電壓，使電動機獲得所需的轉矩電流和勵磁電流。輸出的三相PwM電壓幅值范圍為o～430 v，頻率調節(jié)范圍為0～30。Hz。在反饋制動時，電動機能量通過變流器的六只續(xù)流二授管向電容器充電，當電容器上的電壓超過600v時，通過控制調節(jié)器和電阿端逆變器把電容器上的能量返回電阿。
(2)進給伺服系統(tǒng)
①脈寬調制方式進給伺服系統(tǒng)。脈寬調制方式(PwM)調速是利用脈寬調制器對大功率晶體管的開關時間進行控制的。將速度控制信號轉換成一定頻率的方波電壓，加到直流伺服電機的電樞兩端，通過方渡寬度的控制，改變電樞兩端的平均電壓，達到控制伺報電機轉速的目的。
數(shù)控系統(tǒng)的cPu發(fā)出信號經插補器輸出一系列脈沖信號，這些脈沖經過指令倍率器cMR后，與位置反饋脈沖相比較所得的差值，被送到誤差寄存器，然后與位置增益和偏移量補償運算后送f)WM進行脈寬調制。隨后經D／A轉換或模擬電壓，作為速度控制信號V(：MD送到速度控制單元。脈沖編碼器發(fā)出的脈沖，經斷線檢查器確認無信號斷線后，送到鑒相器，對兩組脈沖PA、PB進行鑒相，確定電動機的旋轉方向。從鑒相器出來的一路信號經ⅣV變換，作為速度反饋信號TsA；另一路輸出經檢測倍頻器DMR，作為位置反饋信號。
②交流進給驅動伺服系統(tǒng)。直流進給伺服系統(tǒng)雖有優(yōu)良的調速功能，但由于所用電動機有電刷和換向器，易磨損，且換向器換向時會產生火花，執(zhí)而使電動機的最高設置轉速受到限制。另外，直流電動機結構復雜，制造困難，所用銅鐵材料消耗大，制造成本高，而交流電動機卻沒有這些缺點。近20年來，隨著新型大功率電力器件的出現(xiàn)．新型變頻技術、現(xiàn)代控制理論以及微型計算機數(shù)字控制技術等在實際應用中取得了突破性的進展，促進了交流進給伺服技術的飛速發(fā)展．交流進給伺服系統(tǒng)已全面取代了直流進給伺服系統(tǒng)。由于交流伺服電機采用交流永磁式同步電動機，因此，交流進給驅動裝置從本質上說是一個電子換向的直流電動機驅動裝置。
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