下午5时43分 第四章 进给伺服系统 内容提要 第四章 本章将详细讨论进给伺服系统的软件硬 件结构；进给伺服系统基本功能的原理及实 进给伺服系统 现方法。 ✉ 1
下午5时43分 数控技 术 1 第四章 进给伺服系统 内容提要 本章将详细讨论进给伺服系统的软件硬 件结构；进给伺服系统基本功能的原理及实 现方法。 第 四 章 进 给伺服系统
下午5时43分 第一节概述 进给伺服系统的定义及组成 概念 第四章 定义：进给伺服系统(Feed Servo System)- 进给伺服系统 一以移动部件的位置和速度作为控制量的自动 控制系统
下午5时43分 数控技 术 2 第一节 概述 一. 进给伺服系统的定义及组成 1、 概念 定义：进给伺服系统(Feed Servo System)— —以移动部件的位置和速度作为控制量的自动 控制系统。 第 四 章 进 给伺服系统
下午5时43分 第四章 进给伺服系统 口特点：进给伺服系统是数控系统的主要子系统； >CNC装置是数控系统的“大脑”，是发布“命令”的“指 挥所” 第四章 >进给伺服系统：数控系统的“四肢”，是执行“命令”的 “执行装置”。 进给伺服系统 口功能：忠实地执行由CNC装置发来的运动命令，精 确控制执行部件的运动方向，进给速度与位移量 3
下午5时43分 数控技 术 3 第四章 进给伺服系统 特点：进给伺服系统是数控系统的主要子系统； CNC装置是数控系统的“大脑” ，是发布“命令”的“指 挥所” ； 进给伺服系统：数控系统的“四肢” ，是执行“命令”的 “执行装置” 。 功能：忠实地执行由CNC装置发来的运动命令，精 确控制执行部件的运动方向，进给速度与位移量。 第 四 章 进 给伺服系统
下午5时43分 第一节概述 2、组成： 进给伺服系统主要由以下几个部分组成：位置控制单 元；速度控制单元；驱动电机；检测与反馈装置；机械 第 执行部件。 节 位置控制单元 速度控制单元 CNC 插补 位置控制调节 速度控制 器 调节与驱动 机械执行部件 指令 概 实际 实 电机 r=hmm 位置 反馈 反 述 检测与反馈单 元
下午5时43分 数控技 术 4 2、 组成： 进给伺服系统主要由以下几个部分组成：位置控制单 元；速度控制单元；驱动电机；检测与反馈装置；机械 执行部件。 位置控制调节 器 速度控制 调节与驱动 检测与反馈单 元 位置控制单元 速度控制单元 + + - - 电机 机械执行部件 CNC 插补 指令 实际 位置 反馈 实际 速度 反馈 第一 节 概 述 第一节 概述
下午5时43分 第一节概述 NC机床对进给伺服系统的要求 1.调速范围要宽且要有良好的稳定性 口调速范围： Rx=Fmax /Fmin 第 节 一 般要求： R,>10000 概 述 口稳定性：指输出速度的波动要少，尤其是在低速时 的平稳性显得特别重要
下午5时43分 数控技 术 5 二、NC机床对进给伺服系统的要求 1. 调速范围要宽且要有良好的稳定性 调速范围： 一般要求： 稳定性：指输出速度的波动要少，尤其是在低速时 的平稳性显得特别重要。 R N Fmax Fmin RN 10000 且 0.1mmmin Fmin 1mmmin 第一 节 概 述 第一节 概述
下午5时43分 第一节概述 2、输出位置精度要高 口静态：定位精度和重复定位精度要高，定位误差 第 和重复定位误差表示。（尺寸精度） 节 口动态：跟随精度要高，用跟随误差表示。（轮廓 精度) 概 述 口灵敏度要高，有足够高的分辩率。 6
下午5时43分 数控技 术 6 2、输出位置精度要高 静态：定位精度和重复定位精度要高，定位误差 和重复定位误差表示。(尺寸精度) 动态：跟随精度要高，用跟随误差表示。 (轮廓 精度) 灵敏度要高，有足够高的分辩率。 第一 节 概 述 第一节 概述
下午5时43分 第一节概述 3、负载特性要硬 F 口动态速降△F尽可能小： △1 当负载变化时，输出 △F 第 速度变化应尽量小： 节 口动态速降时间△t尽可能短：当负载突变时，要求动 态速降恢复时间短且无振荡： 概 口应有足够的过载能力 这些本质是对同服系统静/动刚度有较高的要求。 述 7
下午5时43分 数控技 术 7 3、负载特性要硬 动态速降△F尽可能小： 当负载变化时，输出 速度变化应尽量小； 动态速降时间△t尽可能短：当负载突变时，要求动 态速降恢复时间短且无振荡； 应有足够的过载能力。 这些本质是对伺服系统静/动刚度有较高的要求。 t F △t △F 第一 节 概 述 第一节 概述
下午5时43分 第一节概述 4. 响应速度快且无超调 进给速度建立时间t。 应尽可能短（ms级)。即： 第 O-Fmax Fmax→0 或 节 危害： 个→4D个 口且不能有超调 概 危害：超调对机械部件和加工质量。 述
下午5时43分 数控技 术 8 ⒋ 响应速度快且无超调 进给速度建立时间 tp 应尽可能短（ms级）。即： 0→Fmax 或 Fmax →0 危害： tp → ∆D 且不能有超调 危害：超调对机械部件和加工质量。 t F tp 第一 节 概 述 第一节 概述
下午5时43分 第一节概述 5.能可逆运行和频繁灵活启停。 6.系统的可靠性高，维护使用方便，成本低。 第 综上所述： 节 口对进给伺服系统的要求包括静态特性和动态特 性两方面； 概 口对高速高精的数控机床，进给伺服系统动态性 述 能要求更高。 ✉ 9
下午5时43分 数控技 术 9 ⒌ 能可逆运行和频繁灵活启停。 ⒍ 系统的可靠性高，维护使用方便，成本低。 综上所述： 对进给伺服系统的要求包括静态特性和动态特 性两方面； 对高速高精的数控机床，进给伺服系统动态性 能要求更高。 第一 节 概 述 第一节 概述
下午5时43分 第二节进给伺服系统的位置检测装置 、概述 组成：位置测量装置是由检测元件（传感器）和信号处理 装置组成的。 第四章 作用：实时测量执行部件的位移和速度信号，并变换成 位置控制单元所要求的信号形式，将运动部件现实位置反馈 到位置控制单元，以实施闭环控制。它是闭环、半闭环进给 伺服系统的重要组成部分。 给伺服系统 闭环数控机床的加工精度在很大程度上是由位置检测装 置的精度决定的，在设计数控机床进给伺服系统，尤其是高 精度进给伺服系统时，必须精心选择位置检测装置 10
下午5时43分 数控技 术 10 第二节 进给伺服系统的位置检测装置 一、概 述 组成：位置测量装置是由检测元件（传感器）和信号处理 装置组成的。 作用：实时测量执行部件的位移和速度信号，并变换成 位置控制单元所要求的信号形式，将运动部件现实位置反馈 到位置控制单元，以实施闭环控制。它是闭环、半闭环进给 伺服系统的重要组成部分。 闭环数控机床的加工精度在很大程度上是由位置检测装 置的精度决定的，在设计数控机床进给伺服系统，尤其是高 精度进给伺服系统时，必须精心选择位置检测装置。 第 四 章 进 给伺服系统