伺服系統(tǒng)的主要作用和分類

　　如今,隨著技術(shù)的不斷成熟,交流伺服電機技術(shù)憑借其優(yōu)異的性價比,逐漸取代直流電機成為伺服系統(tǒng)的主導(dǎo)執(zhí)行電機。交流伺服系統(tǒng)技術(shù)的成熟也使得市場呈現(xiàn)出快速的多元化發(fā)展,并成為工業(yè)自動化的支撐性技術(shù)之一。

　　主要作用

　　1、以小功率指令信號去控制大功率負載;

　　2、在沒有機械連接的情況下,由輸入軸控制位于遠處的輸出軸,實現(xiàn)遠距同步傳動;

　　3、使輸出機械位移精確地跟蹤電信號,如記錄和指示儀表等。

　　主要分類

　　從系統(tǒng)組成元件的性質(zhì)來看,有電氣伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)和電氣-液壓伺服系統(tǒng)及電氣-電氣伺服系統(tǒng)等;

　　從系統(tǒng)輸出量的物理性質(zhì)來看,有速度或加速度伺服系統(tǒng)和位置伺服系統(tǒng)等;

　　從系統(tǒng)中所包含的元件特性和信號作用特點來看,有模擬式伺服系統(tǒng)和數(shù)字式伺服系統(tǒng);

　　從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點來看,有單回伺服系統(tǒng)、多回伺服系統(tǒng)和開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。

　　伺服系統(tǒng)按其驅(qū)動元件劃分,有步進式伺服系統(tǒng)、直流電動機(簡稱直流電機)伺服系統(tǒng)、交流電動機(簡稱交流電機)伺服系統(tǒng)。按控制方式劃分,有開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)等,實際上數(shù)控系統(tǒng)也分成開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)3種類型,就是與伺服系統(tǒng)這3種方式相關(guān)。

　　1、開環(huán)系統(tǒng)

　　開環(huán)系統(tǒng)主要由驅(qū)動電路,執(zhí)行元件和機床3大部分組成。常用的執(zhí)行元件是步進電機,通常稱以步進電機作為執(zhí)行元件的開環(huán)系統(tǒng)為步進式伺服系統(tǒng),在這種系統(tǒng)中,如果是大功率驅(qū)動時,用步進電機作為執(zhí)行元件。驅(qū)動電路的主要任務(wù)是將指令脈沖轉(zhuǎn)化為驅(qū)動執(zhí)行元件所需的信號。

　　2、閉環(huán)系統(tǒng)

　　閉環(huán)系統(tǒng)主要由執(zhí)行元件、檢測單元、比較環(huán)節(jié)、驅(qū)動電路和機床5部分組成。其構(gòu)成框圖如圖2所示。在閉環(huán)系統(tǒng)中,檢測元件將機床移動部件的實際位置檢測出來并轉(zhuǎn)換成電信號反饋給比較環(huán)節(jié)。常見的檢測元件有旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵、磁柵和編碼盤等。通常把安裝在絲杠上的檢測元件組成的伺服系統(tǒng)稱為半閉環(huán)系統(tǒng);把安裝在工作臺上的檢測元件組成的伺服系統(tǒng)稱為閉環(huán)系統(tǒng)。由于絲杠和工作臺之間傳動誤差的存在,半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度要比閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度低一些。比較環(huán)節(jié)的作用是將指令信號和反饋信號進行比較,兩者的差值作為伺服系統(tǒng)的跟隨誤差,經(jīng)驅(qū)動電路,控制執(zhí)行元件帶動工作臺繼續(xù)移動,直到跟隨誤差為零。根據(jù)進入比較環(huán)節(jié)信號的形式以及反饋檢測方式,閉環(huán)(半閉環(huán))系統(tǒng)可分為脈沖比較伺服系統(tǒng)、相位比較伺服系統(tǒng)和幅值比較伺服系統(tǒng)3種。

　　由于比較環(huán)節(jié)輸出的信號比較微弱,不足以驅(qū)動執(zhí)行元件,故需對其進行放大,驅(qū)動電路正是為此而設(shè)置的。

　　執(zhí)行元件的作用是根據(jù)控制信號,即來自比較環(huán)節(jié)的跟隨誤差信號,將表示位移量的電信號轉(zhuǎn)化為機械位移。常用的執(zhí)行元件有直流寬調(diào)速電動機、交流電動機等。執(zhí)行元件是伺服系統(tǒng)中必不可少的一部分,驅(qū)動電路是隨執(zhí)行元件的不同而不同的。