数控技术第七章数控机床的伺服系统精选文档PPT课件
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数控技术及应用第七章数控机床的伺服系统
由于闭环伺服系统是反馈控制，反馈测量装置精度高，所以系统传动链的误差可得到补偿 从 而 大 大 提 高 了 跟 随 精 度 和 定 位 精 度 。 目 前 闭 环 系 统 的 分 辨 率 多 为 1 μm 定 位 精 度 可 达 ±0.01～±0.05mm，高精度系统分辨率可达0.1μm。
3)半闭环系统 位置检测元件装在进给电机轴上，从电机轴到实际位移一般为机械传动
第七章 数控机床的伺服系统
第一节 概述
数控机床的伺服系统是CNC插补器的输出，信号作为输入用来控制机床部件的位置和速 度的自动控制系统，也称随动系统，进给拖动系统。伺服系统的输入量来自数控装置发出 的进给脉冲或进给位移量，伺服系统的输出就是能直接驱动伺服电机所需的电压或电流， 从而经伺服电机传动系统，使机床的工作台等产生精确的位移。
置增益为20（1/s）时，只要保证速度单元具有1:1000的调速范围就完全可以满足要求。当 然，现代数控机床中最先进水平的速度控制单元的技术已达到1:100000的调速范围。
对于主轴伺服系统主要是速度及准停控制，它要求1:100～1000范围内的恒转矩调速和1： 10以上的恒功率调速，而且保证足够大的输出功率。
不用检测，这个机械传动链的误差一般可看以固定不变的可以用加工程序来补偿（如间隙 等），一般地半闭环系统的精度低于闭环系统。
对于伺服系统的电控部分来说半闭环和闭环系统的控制原理上是一样的，只是闭环系
统环内包括较多的机械传动部件，传动误差均可被补偿，理论上精度可以达到很高，而半
闭环往复还不能全部消除传动链造成的误差，但由于半闭环比闭环调整容易，因此目前使
（2）稳定性好 稳定性是指系统受外界干扰要小，在外界干扰作用下，能在短暂的时间 内恢复到原来的平衡状态。伺服系统有较强的抗干扰能力，确保进给速度的正常工作。
数控技术 第七章 数控机床的进给伺服系统
三 步进电动机的基本控制方法
（2） 双电压功率放大电路 优点：功耗低，改善了脉冲 优点：功耗低， 前沿。 前沿。 缺点：高低压衔接处电流波 缺点： 形呈凹形， 形呈凹形，使步进电机 输出转矩降低， 输出转矩降低，适用于 大功率和高频工作的步 进电机。 进电机。
三 步进电动机的基本控制方法
（3） 斩波恒流功放电路 优点： 优点：1）R3较小（小 R3较小（ 较小 于兆欧） 于兆欧）使整个 系统功耗下降， 系统功耗下降， 效率提高。 效率提高。 2）主回路不串 电阻， 电阻，电流上升 快，即反应快。 即反应快。 3）由于取样绕 组的反馈作用， 组的反馈作用， 绕组电流可以恒定在确定的数值上， 绕组电流可以恒定在确定的数值上，从而保证在很大频率范 围内，步进电机能输出恒定的转矩。 围内，步进电机能输出恒定的转矩。
二 数控机床对伺服系统的基本要求
1 高精度 一般要求定位精度为0.01~0.001mm； ； 一般要求定位精度为 高档设备的定位精度要求达到0.1um以上。 以上。 高档设备的定位精度要求达到 以上 2 快速响应 3 调速范围宽 调速范围指的是 max/nmin 。 调速范围宽:调速范围指的是 调速范围指的是:n 进给伺服系统:一般要求 进给伺服系统 一般要求0~30m/min，有的已达到 一般要求 ，有的已达到240m/min 主轴伺服系统:要求 主轴伺服系统 要求1:100~1:1000恒转矩调速 要求 恒转矩调速 1:10以上的恒功率调速 以上的恒功率调速
一 直流伺服电动机调速原理
7-30 直流电动机的机械特性
二 直流电动机的PWM调速原理 直流电动机的 调速原理
7-24 脉宽调制示意图 脉宽调制示意图
Ud =
τ
T
U = δ T U δ T 称为导通率
《数控机床伺服系统》PPT课件
动而相对移动。
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光栅尺是用真空镀膜的方法刻上均匀密集线纹的透 明玻璃片或长条形金属镜面。
对于长光栅，这些线纹相互平行，各线纹之间的距 离相等，称此距离为栅距。
对于圆光栅，这些线纹是等栅距角的向心条纹。栅 距和栅距角是决定光栅光学性质的基本参数。
栅距和栅距角是决定光栅光学性质的基本参数。
2。交流伺服系统
电机转速可采用以下两种方法: (1)改变磁极对数P，这是一种有效的调速方法,它是
通过对定子绕组接线的切换改变磁极对数调速的。 (2)变频调速。变频调速是平滑改变定子供电电压频
率f，而使转速平滑变化的调速方法，多数交流伺 服电动机都采用这种调速方法。
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4.5 位置检测装置
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永磁式宽调速直流电动机为永磁式电动机， 其磁场磁通是恒定的，只能通过改变电枢 的电压进行调速。
常用的电压调速有两种方法:晶闸管调速 (SCR)和晶体管脉宽调制调速(PWM)。
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晶体管脉宽调速(PWM)的主要特点
PWM调速具有如下特点: (1)晶体管的频率远比转子能跟随的频率高得多,避
开了机械共振。
(2)电枢电流的脉动小,电动机在低速时工作也十分 平滑、稳定。
(3)调速比可以很大。 (4)电流波形系数较小,热变形小。 (5>功率损耗小。 (6)频带宽动态硬度好,响应很快。
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缺点: 如不能承受高的峰值电流。一般都是将峰值 电流限制到二倍有效电流。另外，还有大功率晶体 管性能不够稳定，价格较贵等缺点。
材料有玻璃光栅和金属光栅之分。
光栅主要由光栅尺(包括标尺光栅和指示光栅)和光 栅读数头两部分组成,
《数控技术伺服》课件
网络化
总结词
随着工业互联网的发展，数控技术伺服系统的网络化成为必然趋势。
详细描述
网络化是指将数控技术伺服系统与互联网进行连接，实现远程监控、远程维护和数据共享等功能。网 络化可以提高生产效率、降低维护成本，同时促进制造业的数字化转型。实现网络化需要借助通信协 议、网络安全等技术，确保数据传输的可靠性和安全性。
05 数控技术伺服系统的维护与保养
CHAPTER
日常维护
定期检查
对伺服系统进行定期检查，确保各部件正常工作。
清洁保养
保持伺服系统的清洁，避免灰尘、杂物等影响正常运行。
润滑保养
对需要润滑的部位进行定期润滑，保证机械部件的顺畅运转。
故障诊断与排除
故障识别
通过观察、听诊、触诊等方式，识别伺服系统是否存 在异常。
智能化
总结词
随着人工智能技术的发展，数控技术伺服系统的智能化成为新的发展趋势。
详细描述
智能化是指将人工智能技术应用于数控技术伺服系统中，实现自适应控制、自主学习和自决策等功能。智能化可 以提高伺服系统的响应速度、稳定性和可靠性，同时降低对操作人员技能的要求。实现智能化需要借助机器学习 、深度学习等人工智能技术，对数据进行处理和分析，以优化伺服系统的性能。
伺服驱动器
01
伺服驱动器是数控技术伺服系统中的能源转换装置，负责将输 入的电能转换为适合伺服电机的能源形式。
02
伺服驱动器通常采用先进的电力电子技术，如PWM控制、矢量
控制等，实现高精度的电流和电压调节。
伺服驱动器还具有过载保护、短路保护等功能，能够确保系统
03
的安全可靠运行。
伺服控制器
伺服控制器是数控技术伺服系统的核心控制单 元，负责接收来自数控系统的指令，并输出控 制信号给伺服驱动器和伺服电机。
第七章 数控机床伺服系统
矩频特性与动态转矩 矩频特性所描述的是步进电动机连续 稳定运行时输出转矩与连续运行频率 之间的关系。如图7-8所示，该特性曲 线上每一频率f所对应的转矩为动态转
矩Md。可见，动态转矩的基本趋势是
随连续运行频率的增大而降低。
图7-8 步进电动机的矩频特性曲线
第七章 数控机Βιβλιοθήκη 伺服系统2.2 步进电动机的使用特性
1）电液伺服系统 2）电气伺服系统 直流伺服系统 交流伺服系统
按被控对象分类
1）进给伺服系统 2）主轴伺服系统
按反馈比较控制方式分类
1）脉冲、数字比较伺服系统 2）相位比较系统 3）幅值比较伺服系统交流伺服系统 4）全数字伺服系统
第七章 数控机床伺服系统
1.3 数控机床对伺服系统的要求
第 一 节 概 述
第七章 数控机床伺服系统
概 述 步进电动机及其驱动系统 直流伺服控制
交流伺服控制 伺服系统性能及参数
第七章 数控机床伺服系统
1.1 伺服系统的构成
第 一 节 概 述
数控伺服系统由伺服电动机、驱动信号控制转换电路、电力电 子驱动放大模块、电流调解单元、速度调解单元、位置调解单元 和相应的检测装置等组成。一般闭环伺服系统的结构如图7-1所示。
连续运行的最高工作频率fmax
步进电动机连续运行时，它所能接受的，即保证不丢步运行的极限频率 fmax，称为最高工作频率。它是决定定子绕组通电状态最高变化频率的参 数，它决定了步进电动机的最高转速。
第七章 数控机床伺服系统
2.2 步进电动机的使用特性
第 二 节 步 进 电 动 机 及 其 驱 动 系 统
这是一个三环结构系统，外环是位置环，中环是速度环，内环为 电流环。
图7-1 闭环伺服系统
2019年-数控技术第七章数控机床的伺服系统-PPT精选文档
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4) 速度响应要快 为了保证轮廓切削形状精度和低的加工表面粗糙度，除了
要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即
要求跟踪指令信号的响应要快。一方面，要求过渡过程时间要 短，一般在200 ms以内，甚至有时需要小于几十毫秒；另一方
面，要使过渡过程的前沿陡，即上升率要大。
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3．步进电动机的结构
图7－5 三相反应式步进电动机结构原理图
图7－6 步进电动机的齿距
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定 子
转 子 ML t M M 初 始 平 衡 点 － 0
M m ax －
＋
t
静 态 稳 定 区
步进电动机的矩角特性
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步进电动机的工作原理 步进电机由转子和定子组成。定子上有A、B、C三
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概 述
伺服驱动系统概念 1. 什么是伺服驱动系统
在自动控制系统中，把输出量能够以一定准确度跟随输入
量的变化而变化的系统称为随动系统，亦称伺服系统。数控机 床伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自 动控制系统。
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数控机床伺服驱动系统是 CNC装置和机床的联系环节，作 用在于接收来自数控装置的指令信号，驱动机床移动部件跟随 指令信号运动，并保证动作的快速和准确。CNC 装置发出的控 制信息通过伺服驱动系统转换成坐标轴的运动，完成程序所规 定的操作。伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。伺服驱 动系统的作用归纳如下： (1) 伺服驱动系统能放大控制信号，具有输出功率的能力； (2) 伺服驱动系统根据CNC装置发出的控制信息对机床移 动部件的位置和速度进行控制。
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4) 速度响应要快 为了保证轮廓切削形状精度和低的加工表面粗糙度，除了
要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即
要求跟踪指令信号的响应要快。一方面，要求过渡过程时间要 短，一般在200 ms以内，甚至有时需要小于几十毫秒；另一方
面，要使过渡过程的前沿陡，即上升率要大。
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3．步进电动机的结构
图7－5 三相反应式步进电动机结构原理图
图7－6 步进电动机的齿距
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定 子
转 子 ML t M M 初 始 平 衡 点 － 0
M m ax －
＋
t
静 态 稳 定 区
步进电动机的矩角特性
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步进电动机的工作原理 步进电机由转子和定子组成。定子上有A、B、C三
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概 述
伺服驱动系统概念 1. 什么是伺服驱动系统
在自动控制系统中，把输出量能够以一定准确度跟随输入
量的变化而变化的系统称为随动系统，亦称伺服系统。数控机 床伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自 动控制系统。
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数控机床伺服驱动系统是 CNC装置和机床的联系环节，作 用在于接收来自数控装置的指令信号，驱动机床移动部件跟随 指令信号运动，并保证动作的快速和准确。CNC 装置发出的控 制信息通过伺服驱动系统转换成坐标轴的运动，完成程序所规 定的操作。伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。伺服驱 动系统的作用归纳如下： (1) 伺服驱动系统能放大控制信号，具有输出功率的能力； (2) 伺服驱动系统根据CNC装置发出的控制信息对机床移 动部件的位置和速度进行控制。
数控机床的伺服驱动系统142页PPT
M
工作台
电流反馈
G
速度反馈
位置反馈
位置、速度和电流环均由：调节控制模块、检测
和反馈部分组成。电力电子驱动装置由驱动信号产
生电路和功率放大器组成。
严格来说：位置控制包括位置、速度和电流控制；
速度控制包括速度和电流控制。
白城师范学院机电系机自教研室
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❖二、伺服系统应具有的基本性能
❖ ⑴ 精度高 ❖ ⑵ 稳定性好 ❖ ⑶ 快速响应好 ❖ ⑷调速范围宽 ❖ ⑸低速大转矩
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❖ 伺服系统的组成
❖ 组成：伺服电机
❖
驱动信号控制转换电路
❖
电子电力驱动放大模块
❖
位置调节单元
❖
速度调节单元
❖
电流调节单元
❖
环、速度环、 电流环。
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❖ 伺服系统的组成
位置调解
速度调解
电流调解
转换驱动
目录
第一节 概 述 第二节 步进电动机伺服系统
第三节 数控机床的位置检测装置 第四节 直流电动机伺服系统
第五节 交流电动机伺服系统
复习题
白城师范学院机电系机自教研室
1
第一节 概 述
❖ 一、数控机床伺服系统的概念及组成
❖ 数控机床伺服系统是指以数控机床移动部件 的位置和速度作为控制对象的自动控制系统。 它接受来自数控装置的进给指令信号，经变 换、调节和放大后驱动执行件，转化为直线 或旋转运动。数控机床伺服系统又称为位置 随动系统、驱动系统、伺服机构或伺服单元。
❖ （4）能承受频繁的起动、制动和正反转。
白城师范学院机电系机自教研室
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第章数控机床的伺服系统
7.3.1 步进电机
• 单极步进电机
7.3.1 步进电机
• 单极步进电机的两种典型控制电路
7.3.1 步进电机
• 双极步进电机
7.3.1 步进电机
• 双极步进电机的控制电路
7.3.1 步进电机
(3)步进电机的主要特性
① 步距角α
• 指每给一个脉冲信号，电机转子应转过角度的理论值，它是 步进电机的重要指标。它取决于电机结构和控制方式。步距 角可按下式计算：
• 励磁感应子式步进电机是靠转子上的励磁绕组产生轴向磁 场。永磁感应子式步进电机的转子由一段环形磁钢(在转 子中部)和二段铁心(在环形磁钢的两端)，轴向充磁，建立 轴向磁场。
7.3.1 步进电机
（2）步进电机的工作原理 以下图所示的反应式三相步进电机为例加以说明。 • Winding 1 1001001001001001001001001 • Winding 2 0100100100100100100100100 • Winding 3 0010010010010010010010010
7.2.2 按使用的驱动元件分类
（1）电液伺服系统 • 执行元件为液压元件，其前一级为电气元件。 • 驱动元件为液动机和液压缸，常用的有电液脉冲马达和电
液伺服马达。 • 特点：电液伺服系统具有在低速下可以得到很高的输出力
矩，以及刚性好，时间常数小、反映快和速度平稳等优点。 然而，液压系统需要油箱、油管等供油系统，体积大。此 外，还有噪声、漏油等问题。
转矩的要求。 （3）为了满足快速响应的要求，电机应能在较短时间内达到
规定的速度。电机必须具有较小的转动惯量和大的堵转转矩， 尽可能小的机电时间常数和起动电压。 （4）电机应能承受频繁的起动、制动和反转。
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步进电机及其控制系统
步进电机的分类 步进电机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的一种机
电式数模转换器。其转子的转角与输入的电脉冲数成正比，它 的速度与脉冲频率成正比，而运动方向是由步进电机通电的顺 序所决定的。
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7.2.1．步进电动机的结构类型
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3．步进电动机的结构
图7－5 三相反应式步进电动机结构原理图
图7－6 步进电动机的齿距
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定子
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转子
ML t
M
M
初始ห้องสมุดไป่ตู้
M m ax
平衡点
－ － 0
＋ t
静态稳定区
步进电动机的矩角特性
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步进电动机的工作原理 步进电机由转子和定子组成。定子上有A、B、C三
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A B
A B C
C
U
(a)
A C 1 B
2 4
B 逆时针回转30°
3C
A
逆时针回转30°
B相通电
A C 1 B
A C 2 B
1 3
42 B 3 C
B 4
C
A
A
A相通电 逆时针回转30C °相通电 (b)
反应式步进电动机工作原理
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5) 低速大转矩 根据数控机床的加工特点，大都是在低速进行重切削，即 在低速时进给驱动要有大的转矩输出。这要求使动力源尽量靠 近机床的执行机构，使传动装置机械部分的结构简化，系统刚 性增加，传动精度提高。
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7.1.2．开环和闭环进给伺服系统
1．开环控制系统
对绕组磁极，分别称为A相、B相、C相。转子是硅钢 片等软磁材料迭合成的带齿廓形状的铁芯。这种步进 电机称为三相步进电机。如果在定子的三对绕组中通 直流电流，就会产生磁场。当A、B、C三对磁极的绕 组依次轮流通电，则A、B、C三对磁极依次产生磁场 吸引转子转动。
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图7－7 五定子反应式步进电动机结构原理图 图7－8 一段定子、转子及磁电路
(1) 伺服驱动系统能放大控制信号，具有输出功率的能力； (2) 伺服驱动系统根据CNC装置发出的控制信息对机床移 动部件的位置和速度进行控制。
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2. 数控机床对伺服驱动系统的要求 数控机床的性能在很大程度上取决伺服驱动系统的性能， 对伺服驱动系统的主要要求如下： 1) 可逆运行 可逆运行要求能灵活地正反向运行。在加工过程中，机 床工作台处于随机状态，根据加工轨迹的要求，随时都可能 实现正向或反向运动。同时要求在方向变化时，不应有反向 间隙和运动的损失。
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4) 速度响应要快 为了保证轮廓切削形状精度和低的加工表面粗糙度，除了 要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即 要求跟踪指令信号的响应要快。一方面，要求过渡过程时间要 短，一般在200 ms以内，甚至有时需要小于几十毫秒；另一方 面，要使过渡过程的前沿陡，即上升率要大。
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2) 进给调速范围要宽 为适应不同的加工条件，例如加工用刀具、被加工材料及 零件加工要求的不同，为保证在任何情况下都能得到最佳切削 条件，就要求进给驱动必须具有足够宽的调速范围。
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3) 位置精度要高
使用数控机床主要是为了保证加工质量的稳定性和一致性， 减少废品率；解决复杂曲面零件的加工问题；解决复杂零件的 加工精度问题，缩短制造周期等。为了满足这些要求，关键之 一是保证数控机床的定位精度和加工精度。数控机床在加工时 免除了操作者的人为误差，它是按预先的程序自动进行加工， 不可能应付事先没有预料到的情况。就是说，数控机床不能像 普通机床那样，可随时用手动操作来调整和补偿各种因素对加 工精度的影响。因此，要求定位精度和轮廓切削精度能达到数 控机床要求的指标。为此，在位置控制中要求具有高的定位精 度，如精确到1μm甚至0.1μm。在速度控制中，要求具有很高的 调速精度和很强的抗干扰的能力，即要求工作稳定性要好。
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图7－1 开环伺服驱动结构示意图
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2．半闭环控制系统
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图7－2 半闭环伺服驱动结构示意图
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3．闭环控制系统
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图7－3 闭环伺服驱动结构示意图
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4．混合控制系统
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图7－4 混合闭环控制的进给驱动系统
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7.1.3．按电动机分类的伺服系统
• 1．步进伺服系统 • 2．直流伺服系统 • 3．交流伺服系统 • 4．直线伺服系统
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7.2．步进电动机及其驱动系统
• 7.2.1．步进电动机的结构类型 • 7.2.2．步进电动机的工作原理 • 7.2.3．反应式步进电机的主要性能指标 • 7.2.4．驱动控制系统组成 • 7.2.5．步进电动机驱动控制技术 • 7.2.6．步进电机的应用
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第七章 数控机床 的伺服系统
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• 7.1．进给伺服系统的类型 • 7.2．步进电动机及其驱动系统 • 7.3．直流伺服驱动系统 • 7.4．交流伺服驱动系统 • 7.5．主轴驱动系统 • 复习与思考题
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7.1．进给伺服系统的类型
• 7.1.1．进给伺服系统的技术要求 • 7.1.2．开环和闭环进给伺服系统 • 7.1.3．按电动机分类的伺服系统
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概述
伺服驱动系统概念 1. 什么是伺服驱动系统 在自动控制系统中，把输出量能够以一定准确度跟随输入
量的变化而变化的系统称为随动系统，亦称伺服系统。数控机 床伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自 动控制系统。
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数控机床伺服驱动系统是CNC装置和机床的联系环节，作 用在于接收来自数控装置的指令信号，驱动机床移动部件跟随 指令信号运动，并保证动作的快速和准确。CNC装置发出的控 制信息通过伺服驱动系统转换成坐标轴的运动，完成程序所规 定的操作。伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。伺服驱 动系统的作用归纳如下：
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步进电机及其控制系统
步进电机的分类 步进电机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的一种机
电式数模转换器。其转子的转角与输入的电脉冲数成正比，它 的速度与脉冲频率成正比，而运动方向是由步进电机通电的顺 序所决定的。
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7.2.1．步进电动机的结构类型
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3．步进电动机的结构
图7－5 三相反应式步进电动机结构原理图
图7－6 步进电动机的齿距
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定子
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转子
ML t
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初始ห้องสมุดไป่ตู้
M m ax
平衡点
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步进电动机的矩角特性
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步进电动机的工作原理 步进电机由转子和定子组成。定子上有A、B、C三
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A B
A B C
C
U
(a)
A C 1 B
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B 逆时针回转30°
3C
A
逆时针回转30°
B相通电
A C 1 B
A C 2 B
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B 4
C
A
A
A相通电 逆时针回转30C °相通电 (b)
反应式步进电动机工作原理
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5) 低速大转矩 根据数控机床的加工特点，大都是在低速进行重切削，即 在低速时进给驱动要有大的转矩输出。这要求使动力源尽量靠 近机床的执行机构，使传动装置机械部分的结构简化，系统刚 性增加，传动精度提高。
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7.1.2．开环和闭环进给伺服系统
1．开环控制系统
对绕组磁极，分别称为A相、B相、C相。转子是硅钢 片等软磁材料迭合成的带齿廓形状的铁芯。这种步进 电机称为三相步进电机。如果在定子的三对绕组中通 直流电流，就会产生磁场。当A、B、C三对磁极的绕 组依次轮流通电，则A、B、C三对磁极依次产生磁场 吸引转子转动。
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图7－7 五定子反应式步进电动机结构原理图 图7－8 一段定子、转子及磁电路
(1) 伺服驱动系统能放大控制信号，具有输出功率的能力； (2) 伺服驱动系统根据CNC装置发出的控制信息对机床移 动部件的位置和速度进行控制。
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2. 数控机床对伺服驱动系统的要求 数控机床的性能在很大程度上取决伺服驱动系统的性能， 对伺服驱动系统的主要要求如下： 1) 可逆运行 可逆运行要求能灵活地正反向运行。在加工过程中，机 床工作台处于随机状态，根据加工轨迹的要求，随时都可能 实现正向或反向运动。同时要求在方向变化时，不应有反向 间隙和运动的损失。
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4) 速度响应要快 为了保证轮廓切削形状精度和低的加工表面粗糙度，除了 要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即 要求跟踪指令信号的响应要快。一方面，要求过渡过程时间要 短，一般在200 ms以内，甚至有时需要小于几十毫秒；另一方 面，要使过渡过程的前沿陡，即上升率要大。
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2) 进给调速范围要宽 为适应不同的加工条件，例如加工用刀具、被加工材料及 零件加工要求的不同，为保证在任何情况下都能得到最佳切削 条件，就要求进给驱动必须具有足够宽的调速范围。
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3) 位置精度要高
使用数控机床主要是为了保证加工质量的稳定性和一致性， 减少废品率；解决复杂曲面零件的加工问题；解决复杂零件的 加工精度问题，缩短制造周期等。为了满足这些要求，关键之 一是保证数控机床的定位精度和加工精度。数控机床在加工时 免除了操作者的人为误差，它是按预先的程序自动进行加工， 不可能应付事先没有预料到的情况。就是说，数控机床不能像 普通机床那样，可随时用手动操作来调整和补偿各种因素对加 工精度的影响。因此，要求定位精度和轮廓切削精度能达到数 控机床要求的指标。为此，在位置控制中要求具有高的定位精 度，如精确到1μm甚至0.1μm。在速度控制中，要求具有很高的 调速精度和很强的抗干扰的能力，即要求工作稳定性要好。
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图7－1 开环伺服驱动结构示意图
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2．半闭环控制系统
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图7－2 半闭环伺服驱动结构示意图
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3．闭环控制系统
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图7－3 闭环伺服驱动结构示意图
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4．混合控制系统
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图7－4 混合闭环控制的进给驱动系统
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7.1.3．按电动机分类的伺服系统
• 1．步进伺服系统 • 2．直流伺服系统 • 3．交流伺服系统 • 4．直线伺服系统
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7.2．步进电动机及其驱动系统
• 7.2.1．步进电动机的结构类型 • 7.2.2．步进电动机的工作原理 • 7.2.3．反应式步进电机的主要性能指标 • 7.2.4．驱动控制系统组成 • 7.2.5．步进电动机驱动控制技术 • 7.2.6．步进电机的应用
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第七章 数控机床 的伺服系统
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• 7.1．进给伺服系统的类型 • 7.2．步进电动机及其驱动系统 • 7.3．直流伺服驱动系统 • 7.4．交流伺服驱动系统 • 7.5．主轴驱动系统 • 复习与思考题
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7.1．进给伺服系统的类型
• 7.1.1．进给伺服系统的技术要求 • 7.1.2．开环和闭环进给伺服系统 • 7.1.3．按电动机分类的伺服系统
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概述
伺服驱动系统概念 1. 什么是伺服驱动系统 在自动控制系统中，把输出量能够以一定准确度跟随输入
量的变化而变化的系统称为随动系统，亦称伺服系统。数控机 床伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自 动控制系统。
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数控机床伺服驱动系统是CNC装置和机床的联系环节，作 用在于接收来自数控装置的指令信号，驱动机床移动部件跟随 指令信号运动，并保证动作的快速和准确。CNC装置发出的控 制信息通过伺服驱动系统转换成坐标轴的运动，完成程序所规 定的操作。伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。伺服驱 动系统的作用归纳如下：