引言

數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（Computernumericalcontrolmachinetools）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)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(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作數(shù)控折彎?rùn)C(jī)并加工零件。數(shù)控機(jī)床具有廣泛的適應(yīng)性，加工對(duì)象改變時(shí)只需要改變輸入的程序指令；加工性能比一般自動(dòng)機(jī)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(jì)效果。

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床品種日益增多，有車(chē)床、銑床、鏜床、鉆床、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床等。此外還有能自動(dòng)切換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車(chē)削中心等。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前的數(shù)控機(jī)床已實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)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(duì)車(chē)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(kāi)發(fā)了各種門(mén)類(lèi)的數(shù)控加工機(jī)床。

位置伺服控制系統(tǒng)是一種自動(dòng)控制系統(tǒng)。因此，在分析和設(shè)計(jì)這樣的控制系統(tǒng)時(shí)，需要用自動(dòng)控制原理作為其理論基礎(chǔ)，來(lái)研究整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，進(jìn)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(biāo)的控制系統(tǒng)。若原系統(tǒng)不穩(wěn)定可通過(guò)調(diào)整比例參數(shù)和采用滯后校正使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定，并選取合適的參數(shù)使系統(tǒng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

1位置伺服系統(tǒng)的組成

1.1輸入元件

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

1.2反饋測(cè)量元件

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

1.3比較元件

將反饋信號(hào)和輸入信號(hào)進(jìn)行比較，給出偏差信號(hào)。

1.4放大轉(zhuǎn)換元件

產(chǎn)生調(diào)節(jié)動(dòng)作加于控制對(duì)象上，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)任務(wù)。

1.5執(zhí)行元件

產(chǎn)生調(diào)節(jié)動(dòng)作加于控制對(duì)象上，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)任務(wù)。如液壓缸和液壓馬達(dá)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(jī)床的設(shè)計(jì)要求知系統(tǒng)的控制功率比較小、工作臺(tái)行程比較大，所以采用閥控液壓馬達(dá)系統(tǒng)。系統(tǒng)方框圖如圖1所示。

數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)位置伺服系統(tǒng)是指以數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)位移為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)。位置伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，集電力電子器件、控制、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)為一體。數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)位置伺服系統(tǒng)輸出位移能自動(dòng)地、快速而準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)輸入位移的變化，是

因?yàn)楣ぷ髋_(tái)輸出端有位移檢測(cè)裝置（位移傳感器）將位移信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)反饋到輸入端構(gòu)成負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)比較得到差壓信號(hào)，然后把差壓信號(hào)通過(guò)伺服放大器轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，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(hào)（流量與壓力）輸出，從而使液壓馬達(dá)的四通滑閥有開(kāi)口量就有壓力油輸出到液壓馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)帶動(dòng)減速齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)。因滾珠絲杠與工作臺(tái)相連所以當(dāng)滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)時(shí)，工作臺(tái)也發(fā)生相應(yīng)的位移。

3數(shù)控機(jī)床數(shù)學(xué)模型建立

3.1機(jī)床總負(fù)載力計(jì)算

圖3系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線(xiàn)

6結(jié)論