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卧龙交流伺服在数控车床上的应用-杭州卧龙电气研究院有限公司-中国传动网应用案例

信息来源:chuandong.biz  时间:2010-04-28  浏览次数:154

  摘 要:伺服系统是数控机床的重要组成部分,数控机床的精度和速度指标等往往由伺服系统决定。伺服系统经历了从步进伺服到交流伺服的发展过程。而且随着技术的发展,高精度、高性能的交流伺服已成为伺服系统发展的新趋势。
  1 概述
  数控车床又称为 CNC车床,即计算机数字控制车床,是目前国内使用量最大,覆盖面最广的一种数控机床,一般由输入、输出装置、数控装置、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成。它是数控机床的主要品种之一,解决了大部分机械零件的自动化加工问题成为最主要的机械加工设备,在数控机床中占有非常重要的位置,几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。
  2 数控机床伺服驱动系统的基本组成
  数控机床伺服驱动系统的基本组成如下图1所示。数控机床的伺服驱动系统按有无反馈检测单元分为开环和闭环两种类型,这两种类型的伺服驱动系统的基本组成不完全相同。但不管是哪种类型,执行元件及其驱动控制单元都必不可少。驱动控制单元的作用是将进给指令转化为驱动执行元件所需要的信号形式,执行元件则将该信号转化为相应的机械位移。
  图1 数控机床伺服驱动系统的基本组成
  对于闭环伺服驱动系统来说,它是由执行元件、驱动控制单元、比较控制环节、反馈检测单元、以及机床等组成。反馈检测单元将工作台的实际位置检测后反馈给比较控制环节,比较控制环节将指令信号和反馈信号进行比较,以两者的差值作为伺服系统的跟随误差经驱动控制单元,驱动和控制执行元件带动工作台运动。
  在CNC系统中,由于计算机的引入,比较控制环节的功能由软件完成,从而导致系统结构的一些改变,但基本上还是由执行元件、反馈检测单元、比较控制环节、驱动控制单元和机床组成。
  3 应用与发展
  一般在用户厂家采用的专用数控车床系统CNC中,伺服电机和驱动器在系统中担任“执行机构”的角色。针对应用在数控车床上的卧龙交流伺服系统(如图2所示),这里简单介绍下。数控车床中(如图3所示),主轴为旋转坐标。另外两个坐标属刀具进给系统(X、Z坐标)。刀具在X轴向和Z轴向的运动分别由各自的伺服电动机通过滚珠丝杠带动,而电动机的转动及运动方式均由伺服控制器控制。主轴电动机为高速内装式感应电动机。主轴控制器通常采用矢量控制法对感应电动机进行控制,直接把转速指令输入主轴控制器就可以控制主轴的转速。由数控系统CNC给出主轴电动机与进给伺服电动机控制命令完成对主轴速度控制与各进给轴的速度、位移控制,实现轨迹加工。各坐标轴都有相应的速度与位移检测装置,构成闭环反馈控制。主轴电动机由旋转变压器测速,由光电编码器检测位置实现分度使之与进给系统保持同步,完成各种加工。 X、Z 三轴均为卧龙全数字交流伺服系统,各轴伺服电机通过联轴器带动滚珠丝杆,以移动配有直线导轨的工作台和主轴铣头,其定位准确,速度快。卧龙生产的交流伺服WLSA-15在车床上的实际表现非常不错,在用户最为关心的几个方面如:过载破坏性试验,低速稳定精细保持,过载能力快速响应,电网电压波动较大适应恶劣工作环境的能力等性能上卧龙伺服表现很好。卧龙伺服系统功能比较完善,如能耗制动、电子齿轮、自动加减速等,具备多种脉冲串输入,保护功能也比较完备。
  

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