摘要：在機(jī)床進(jìn)給伺服中采用的主要是永磁同步交流伺服系統(tǒng)，有三種類型：模擬形式、數(shù)字形式和軟件形式。模擬伺服用途單一，只接收模擬信號(hào)，位置控制通常由上位機(jī)實(shí)現(xiàn)。
機(jī)床是將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，其所擔(dān)負(fù)的加工工作量占機(jī)器總制造工作量的一半左右，在零件的加工工作中占有非常重要的作用。目前市面上機(jī)床加工機(jī)械零件的方法很多，如切削、鑄造、焊接、沖壓、擠壓等，只要是生產(chǎn)較高精度的零件，一半以上的工藝都會(huì)用到機(jī)床進(jìn)行加工處理。
機(jī)床種類很多，一般分為普通機(jī)、精密機(jī)床、高精度機(jī)床、數(shù)控機(jī)床等。不過(guò)大多由以下幾個(gè)部件組成：支承部件、變速機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀架刀庫(kù)、控制和操縱系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。在控制與操作系統(tǒng)中，伺服控制一般應(yīng)用較多。
在銑床上的應(yīng)用
當(dāng)前，許多伺服產(chǎn)品不僅具有低速大力矩輸出、零速力矩保持、調(diào)速精度高等伺服系統(tǒng)的優(yōu)良性能，還具有PLC功能，可連接手搖脈沖發(fā)生器實(shí)現(xiàn)微量調(diào)速進(jìn)給及對(duì)刀功能，因此非常適合在強(qiáng)力龍門銑床的進(jìn)給軸上做單軸控制。
機(jī)床的X、Y、Z、W、V軸分別由五臺(tái)伺服控制器控制，由各自的電位器控制發(fā)出模擬電壓控制各軸的進(jìn)給速度。機(jī)床的手動(dòng)脈沖發(fā)生器，通過(guò)軸選通信號(hào)分別接到五臺(tái)伺服控制器外部信號(hào)輸入口，控制各軸的進(jìn)給和定位。
在銑床上，通過(guò)應(yīng)用伺服控制器的接口編程可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的各種復(fù)雜控制，同時(shí)在PLC程序中加人了電機(jī)掉電延時(shí)程序，可保證在抱閘完全閉合后電機(jī)再掉電，解決了z軸的下墜問(wèn)題;此外，橫梁下降時(shí)，由于兩根絲杠的不平衡導(dǎo)致橫梁傾斜問(wèn)題，這就需要橫梁反向運(yùn)行一段距離糾正橫梁的傾斜，因此在程序里加入了使橫梁下降停止時(shí)都自動(dòng)向上走一定位距離再停止的功能，這樣就解決橫梁的反向間隙問(wèn)題。
通過(guò)使用伺服系統(tǒng)，可提升強(qiáng)力龍門銑的整體檔次，且它線路簡(jiǎn)單，操作方便，系統(tǒng)的可靠性高，功能強(qiáng)，在精度，修改與維修方便，經(jīng)濟(jì)效益顯著，目前大多數(shù)銑床上都采用伺服控制。
在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用
臥式數(shù)控機(jī)床由CNC控制器，伺服驅(qū)動(dòng)及電機(jī)、電器柜和數(shù)控機(jī)床的機(jī)架四部分組成。其工作原理是：通過(guò)CNC內(nèi)配置的專用編程軟件，將加工零件的的軌跡用坐標(biāo)的方式表達(dá)出來(lái)，把這些信息轉(zhuǎn)化成能使驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的帶有功率的信號(hào)(脈沖串)，控制伺服電機(jī)帶動(dòng)相應(yīng)軸來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡。同時(shí)，刀架上配有數(shù)控車刀，通過(guò)按加工材質(zhì)配置相應(yīng)的刀具，對(duì)固定于主軸上的加工材料進(jìn)行切削，即可加工出相應(yīng)的工件。
在數(shù)控機(jī)床上，伺服調(diào)控系統(tǒng)是其不可缺少的一部分。其任務(wù)是把數(shù)控信息轉(zhuǎn)化為機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。由于數(shù)控機(jī)床對(duì)產(chǎn)品加工時(shí)要求高，所以采用的伺服控制系統(tǒng)十分關(guān)鍵。目前在數(shù)控機(jī)床上使用的伺服控制系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)主要有：精度高，伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的精確程度。包括定位精度和輪廓加工精度;穩(wěn)定性好，穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過(guò)程后，達(dá)到新的或者恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)。直接影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度;快速響應(yīng)，快速響應(yīng)是伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)的重要指標(biāo)，它反映了系統(tǒng)的跟蹤精度;調(diào)速范圍寬，其調(diào)速范圍可達(dá)0—30m/min;低速大轉(zhuǎn)矩，進(jìn)給坐標(biāo)的伺服控制屬于恒轉(zhuǎn)矩控制，在整個(gè)速度范圍內(nèi)都要保持這個(gè)轉(zhuǎn)矩，主軸坐標(biāo)的伺服控制在低速時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩控制，能提供較大轉(zhuǎn)矩，在高速時(shí)為恒功率控制，具有足夠大的輸出功率。
在機(jī)床進(jìn)給伺服中采用的主要是永磁同步交流伺服系統(tǒng)，有三種類型：模擬形式、數(shù)字形式和軟件形式。模擬伺服用途單一，只接收模擬信號(hào)，位置控制通常由上位機(jī)實(shí)現(xiàn)。數(shù)字伺服可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，如做速度、力矩、位置控制?？山邮漳M指令和脈沖指令，各種參數(shù)均以數(shù)字方式設(shè)定，穩(wěn)定性好。具有較豐富的自診斷、報(bào)警功能。軟件伺服是基于微處理器的全數(shù)字伺服系統(tǒng)。其將各種控制方式和不同規(guī)格、功率的伺服電機(jī)的監(jiān)控程序以軟件實(shí)現(xiàn)。使用時(shí)可由用戶設(shè)定代碼與相關(guān)的數(shù)據(jù)即自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)。配有數(shù)字接口，改變工作方式、更換電動(dòng)機(jī)規(guī)格時(shí)，只需重設(shè)代碼即可，故也稱萬(wàn)能伺服。
交流伺服已占據(jù)了機(jī)床進(jìn)給伺服的主導(dǎo)地位，并隨著新技術(shù)的發(fā)展而不斷完善，具體體現(xiàn)在三個(gè)方面。一是系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)裝置中的電力電子器件不斷向高頻化方向發(fā)展，智能化功率模塊得到普及與應(yīng)用;二是基于微處理器嵌入式平臺(tái)技術(shù)的成熟，將促進(jìn)先進(jìn)控制算法的應(yīng)用;三是網(wǎng)絡(luò)化制造模式的推廣及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的成熟，將使基于網(wǎng)絡(luò)的伺服控制成為可能。
目前在機(jī)床行業(yè)，國(guó)內(nèi)外眾多廠商都有該行業(yè)的伺服產(chǎn)品，其中國(guó)外的西門子、博世力士樂(lè)，國(guó)內(nèi)的東能、匯川、臺(tái)達(dá)等產(chǎn)品在2011年的市場(chǎng)表現(xiàn)較好。
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