数控双面铣床的伺服系统是否为闭环系统?
CNC机床伺服系统是控制机床运动部件(例如工作台)的位置和速度的系统,它接收插值生成的指令并将其转换为机床可识别的位移信息。作为数控系统的重要组成部分,CNC机床伺服系统性能直接影响整个数控机床的精度和速度等指标。数控双面铣床产品为了获得更好的性能,一般均使用了闭环的伺服系统。
伺服系统由两部分组成:驱动单元和执行器。驱动单元的功能是将指令脉冲信号转换成执行器所需的信号并满足执行器的操作特性。执行器的功能是将驱动单元输出的电信号转换成位移信号并实现驱动机床工作台移动。
步进电机是开环伺服系统中常用的执行器,直接将进给脉冲转换为机械信号,并驱动工作台移动通过导螺杆。目前,在大多数数控机床的闭环和半闭环伺服中,直流电机和交流电机主要用作执行器。根据是否有检测反馈装置,系统又能分为开环和闭环系统。根据检测元件的位置和检测方式,伺服系统又能细分为半闭环和闭环系统,像数控双面铣床使用的伺服系统即为闭环系统。
什么是开环系统?
开环系统是数控机床中最简单的服务系统,其广泛应用于经济实惠型数控车床或车床数控改造,具有一定的代表性。其工作原理为:数控装置发出的指令脉冲通过步进电机的驱动电路送到步进电机,输出轴旋转一定角度,然后齿轮台和螺母驱动机台移动。
步进电机的转速取决于指令脉冲的频率,拐角的大小由指令脉冲的数量决定,由于系统中没有位置检测器和反馈线,开环系统的精度很差,但是结构简单且易于调整,因此依然有很大的市场用户在使用。
什么是闭环和半闭环系统?
闭环伺服系统在机床工作台上配备一个位置检测装置,用于检测工作台的实际位移并将其转换为电信号,以与来自指令的位移信号进行比较。其工作原理为:当控制器没有等待并且有差异时,伺服放大器放大差值,然后通过控制伺服电机使工作台移动到零差值。
闭环系统的特点是精度高,但系统结构复杂,成本高,调试和维护困难,所以适用于大型机床的数控系统。由于闭环系统要求线性位移检测装置的测量范围与工作台的移动范围一样长,难以制造长位移检测装置,价格高且调整很复杂导致维护成本也居高不下。而测量转角就比较容易!因此大多数数控机床的检测反馈是从伺服电机轴或是从滚珠丝杆获得,测量工作台实际位移的相应角度以进行反馈比较,像这种方式被称为半闭环系统。