CNC装置与机床之间的联系环节——伺服系统介绍

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：伺服系统是CNC装置与机床之间的联系环节。通常，伺服系统包括主轴驱动和伺服进给两大部分。根据半闭环和闭环控制系统的特点和伺服电动机的结构，本书将检测装置归入伺服系统中进行介绍。图1-66 伺服系统1）主轴电动机通过齿轮换挡驱动主轴，以降低主轴转速、增大传动比和转矩及增加主轴功率，以适应低速、大转矩切削的需要。

伺服系统（见图1-66）是CNC装置与机床之间的联系环节。工作时，CNC装置的位置和速度指令（电平<5V的弱电信号）传送至主轴放大器或伺服放大器进行功率放大，将电信号放大为电动机适合的强电信号后，驱动尾部带脉冲编码器的伺服电动机旋转，从而以一定的速度控制机床运动部件移动并按程序指令加工出工件廓形。通常，伺服系统包括主轴驱动和伺服进给两大部分。根据半闭环和闭环控制系统的特点和伺服电动机的结构，本书将检测装置归入伺服系统中进行介绍。

1.主轴驱动

主轴驱动主要通过传动机构带动工件或刀具作相应的旋转运动，从而配合进给运动加工出理想的零件，并进行主轴的起动、停止和正反转及调节转速等控制。当机床具有螺纹加工、定向准停和恒线速加工等功能时，主轴还需满足相应的位置控制要求。主轴驱动放大器多为PWM调制信号控制的功率晶体管放大电路（早期是模拟式的，现今为数字式的），主轴电动机采用交流异步电动机。通常，为了使主轴能输出更大的转矩和获得较宽的变速范围，主轴电动机并不与主轴直接连接，而是选择以下两种形式连接：

图1-66 伺服系统(https://www.chuimin.cn)

1）主轴电动机通过齿轮换挡驱动主轴，以降低主轴转速、增大传动比和转矩及增加主轴功率，以适应低速、大转矩切削的需要。

2）主轴电动机通过同步齿形带或传送带驱动主轴，以实现机床的高速运转和强力切削。由于省略了齿轮和离合器等机械变速元件，使主轴箱成为主轴的支架，故主传动系统被简化，传动链的可靠性被提高。

2.进给驱动

数控机床的每个坐标轴均有一套进给驱动系统（含位置检测装置），用于接收CNC装置发送的速度和位置信息，再由伺服放大器的功率放大电路进行处理后，直接驱动伺服电动机旋转，从而带动工作台直线运动，最终实现工件的加工。

CNC装置与机床之间的联系环节——伺服系统介绍

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