伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)合檢測(cè)反饋系統(tǒng),它是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部件,按其控制原理可以分為如下三類(lèi):
1.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 這類(lèi)機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)是開(kāi)環(huán)的,既沒(méi)有檢測(cè)反饋裝置。指令信號(hào)單方向傳送,并且指令發(fā)出之后,不在反饋回來(lái)。故稱為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī),這類(lèi)電動(dòng)機(jī)的主要特征是,控制電路沒(méi)變換一次指令脈沖信號(hào),電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角(一個(gè)指令脈沖信號(hào),使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的一個(gè)角度。)通過(guò)齒輪、絲杠傳動(dòng)使工作臺(tái)移動(dòng)一定距離,該距離稱為脈沖當(dāng)量(一個(gè)指令脈沖信號(hào),使機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)的距離)因此,工作臺(tái)的位移量與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角位移成正比,即與進(jìn)給脈沖的數(shù)目成正比。改進(jìn)進(jìn)給脈沖的數(shù)目和頻率,就可以控制工作臺(tái)的位移量和速度,因此,該控制方式的最大特點(diǎn)是控制方便。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易維修、價(jià)格便宜,但由于存在機(jī)械傳動(dòng)誤差且沒(méi)有經(jīng)過(guò)反饋校正,位移精度一般不搞。目前,國(guó)內(nèi)大力發(fā)展的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床或舊設(shè)備數(shù)控改造,普遍采用開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。
2.閉環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)是在機(jī)床移動(dòng)部件上直接裝有直線位置檢測(cè)元件,該元件將檢測(cè)到的實(shí)際位移反饋到數(shù)控裝置的比較器中,與所要的位置指令進(jìn)行比較,用比較后的差值進(jìn)行控制,直到差值消除為止。速度檢測(cè)元件的作用是將伺服電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速變換成電信號(hào)送到速度控制電路中,進(jìn)行反饋校正,保證電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持恒定不變。通用速度檢測(cè)原機(jī)是測(cè)速發(fā)電機(jī)。
閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是定位精度高(一般可達(dá)0.11mm,最高可達(dá)0.0001mm)但由于這類(lèi)系統(tǒng)采用直流電動(dòng)機(jī)或交流伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件,電動(dòng)機(jī)的控制線路比較復(fù)雜,檢測(cè)元件價(jià)格昂貴,因而結(jié)構(gòu)復(fù)雜,調(diào)試和維修比較困難,成本高,主要用于精度要求很高的大型或精密數(shù)控機(jī)床。
3.閉環(huán)系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)不直接檢測(cè)工作日的位移量,而是采用轉(zhuǎn)角檢測(cè)元件,該元件直接安裝在伺服電動(dòng)機(jī)或滾珠絲杠端部,通過(guò)檢測(cè)伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角或滾珠絲杠的轉(zhuǎn)角,推算出工作臺(tái)的詩(shī)句位移量,然后反饋到控制裝置的比較器中,與輸入原指令位移值進(jìn)行比較,用比較后的差值進(jìn)行控制,直到差值消除為止,由于半閉環(huán)控制系統(tǒng)沒(méi)有包括工作臺(tái)和滾珠絲杠螺母副在內(nèi),所以滾珠絲杠螺母副等傳動(dòng)裝置的無(wú)恥仍然會(huì)影響移動(dòng)部件的位移精度。但半閉環(huán)控制系統(tǒng)調(diào)試維修較容易,穩(wěn)定性好,成本較低,精度較閉環(huán)控制稍差,他兼顧了開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制兩者的特點(diǎn)。目前在生產(chǎn)應(yīng)用中使用相當(dāng)廣泛。