引言

數(shù)控機床是數(shù)字控制機床（Computernumericalcontrolmachinetools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作數(shù)控折彎機并加工零件。數(shù)控機床具有廣泛的適應(yīng)性，加工對象改變時只需要改變輸入的程序指令；加工性能比一般自動機床高，可以精確加工復(fù)雜型面，因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復(fù)雜的工件，并能獲得良好的經(jīng)濟效果。

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。此外還有能自動切換刀、一次裝卡進行多工序加工的加工中心、車削中心等。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前的數(shù)控機床已實現(xiàn)了計算機控制并在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用，在模具制造行業(yè)的應(yīng)用尤為普及。針對車削、銑削、磨削、鉆削和刨削等金屬切削加工工藝及電加工、激光加工等特種加工工藝的需求，開發(fā)了各種門類的數(shù)控加工機床。

位置伺服控制系統(tǒng)是一種自動控制系統(tǒng)。因此，在分析和設(shè)計這樣的控制系統(tǒng)時，需要用自動控制原理作為其理論基礎(chǔ)，來研究整個系統(tǒng)的動態(tài)性能，進而研究如何把各種元件組成穩(wěn)定的和具有穩(wěn)定性能指標的控制系統(tǒng)。若原系統(tǒng)不穩(wěn)定可通過調(diào)整比例參數(shù)和采用滯后校正使系統(tǒng)達到穩(wěn)定，并選取合適的參數(shù)使系統(tǒng)滿足設(shè)計要求。

1位置伺服系統(tǒng)的組成

1.1輸入元件

也才稱指令元件，它給出輸入信號（指令信號）加于系統(tǒng)的輸入端。該元件可以是機械的、電氣的、氣動的等。

1.2反饋測量元件

測量系統(tǒng)的輸出并轉(zhuǎn)換為反饋信號，它是位置傳感器，類似于人的眼睛。

1.3比較元件

將反饋信號和輸入信號進行比較，給出偏差信號。

1.4放大轉(zhuǎn)換元件

產(chǎn)生調(diào)節(jié)動作加于控制對象上，實現(xiàn)調(diào)節(jié)任務(wù)。

1.5執(zhí)行元件

產(chǎn)生調(diào)節(jié)動作加于控制對象上，實現(xiàn)調(diào)節(jié)任務(wù)。如液壓缸和液壓馬達等。

此外還可能有各種校正裝置，以及不包含在控制回路內(nèi)的液壓能源裝置。

2位置伺服系統(tǒng)工作原理

根據(jù)數(shù)控機床的設(shè)計要求知系統(tǒng)的控制功率比較小、工作臺行程比較大，所以采用閥控液壓馬達系統(tǒng)。系統(tǒng)方框圖如圖1所示。

數(shù)控機床工作臺位置伺服系統(tǒng)是指以數(shù)控機床工作臺移動位移為控制對象的自動控制系統(tǒng)。位置伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機床的執(zhí)行機構(gòu)，集電力電子器件、控制、驅(qū)動及保護為一體。數(shù)控機床的工作臺位置伺服系統(tǒng)輸出位移能自動地、快速而準確地復(fù)現(xiàn)輸入位移的變化，是

因為工作臺輸出端有位移檢測裝置（位移傳感器）將位移信號轉(zhuǎn)化為電信號反饋到輸入端構(gòu)成負反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋信號與輸入信號比較得到差壓信號，然后把差壓信號通過伺服放大器轉(zhuǎn)化為電流信號，送入電液伺服閥（電液轉(zhuǎn)換、功率放大元件）轉(zhuǎn)換為大功率的液壓信號（流量與壓力）輸出，從而使液壓馬達的四通滑閥有開口量就有壓力油輸出到液壓馬達，驅(qū)動液壓馬達帶動減速齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動滾珠絲杠運動。因滾珠絲杠與工作臺相連所以當滾珠絲杠運動時，工作臺也發(fā)生相應(yīng)的位移。

3數(shù)控機床數(shù)學模型建立

3.1機床總負載力計算

圖3系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)曲線

6結(jié)論