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数控机床是怎样进行伺服控制的?

admin2018-08-04  18
问题 数控机床是怎样进行伺服控制的?
选项
答案1)伺服控制的基本概念 所谓控制是指使对象的特性达到或接近预期值的过程，其中的对象称为被控对象，被控对象的特性称为被控量，实现控制的装置称为控制单元，控制单元接受被控量的预期值(指令值)称为给定，被控量作为控制单元的输入进而影响被控量的过程称为反馈，检测被控量的装置称为反馈单元，反馈有正反馈和负反馈之分。控制单元、被控对象和反馈单元组构成驱动装置。数控机床伺服控制的被控对象是伺服电机，被控对象的特性，即被控量是指伺服电机的位置、速度和转矩。伺服控制最终实现的是机床刀具和工件之间的相对位置。 2)伺服装置的三种基本控制工作模式(见图1—6) [*] (1)位置控制 用数字脉冲或数据通讯方式给定伺服电机的转动方向和角度，驱动单元控制电机转子按给定的方向转过相应的角度，实现位置控制。 (2)速度控制 用模拟电压或数据通讯方式给定电机的转动方向和速度，驱动单元控制电机转子按给定的方向和转速旋转，实现速度控制。 (3)转矩控制 用模拟电压或数据通讯方式给定电机输出力矩的大小和方向，驱动单元控制电机转子的转动方向和输出转矩大小，实现转矩控制。 3)伺服系统控制的方式 (1)开环控制 数控机床的运动部件接受数控系统发出的运动指令而运动。这类数控机床没有位置反馈和校准控制系统，所以机床的定位精度主要取决于进给驱动装置的精度，定位精度一般在±0．02mm。采用开环控制方式的数控机床结构简单，调试方便，价格低廉，一般用于经济型的数控机床。图1—7a所示为开环控制系统框图。 (2)半闭环控制 数控机床的运动部件接受数控系统发出的运动指令而运动。这类数控机床设有角位移位置检测装置，一般采用编码器，因此具有位置反馈和校准控制系统，可以将机床进给传动误差中的大部分进行补偿，以提高数控机床的运动精度和定位精度。半闭环控制方式的数控机床调试比较容易，稳定性好，通过补偿可达到较高的运动精度和定位精度，是目前应用最多的一种数控机床。图1—7b所示为半闭环控制系统框图。 (3)闲环控制 数控机床的运动接受数控系统发出的运动指令而运动。这类机床装有直线位移测量装置(回转坐标则仍用角位移测量装置)直接检测运动部件的位移，通过位置反馈控制和校准控制系统，可对机床进给传动误差进行补偿，从而提高数控机床的定位精度，采用闭环控制的数控机床定位精度可达到±0．01 mm，高精度的可达到0．001 mm。由于系统增加了检测、比较和反馈装置，因此结构比较复杂，调试和维修比较困难。大型和精密数控机床采用此种控制方式，图1—7c所示为闭环控制系统框图。 [*]
解析
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