数控机床的进给控制优化

进给是指机床连续操作中使得工件移向刀具或刀具移向工件，如在车床上，进给主要是切削工作。进给运动的大小可以用进给量来表示，即工件或刀具每转一转或往复行程一次时，刀具沿进给运动的方向上相对于工件的移动量。

数控机床中一般采用步进电动机或者伺服电动机来控制工件的移动量。图1-10所示为CNC发出指令通过伺服驱动器来控制纵向工作台和横向工作台的进给位移。

图1-10 进给控制示例

图1-11所示为步进电动机和伺服电动机的外观，它们的区别有以下几点：

1）控制精度不同。步进电动机的相数和拍数越多，它的精确度就越高；伺服电动机取决于自带的编码器，编码器的刻度越多，精度就越高。

2）控制方式不同。步进电动机是开环控制，即没有位置反馈；伺服电动机是闭环控制，有位置反馈。

3）低频特性不同。步进电动机在低速时易出现低频振动现象，当它工作在低速时一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象。伺服电动机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。

4）矩频特性不同。步进电动机的输出力矩会随转速升高而下降，交流伺服电动机为恒力矩输出。(www.xing528.com)

5）过载能力不同。步进电动机一般不具有过载能力，而伺服电动机具有较强的过载能力。

6）运行性能不同。步进电动机的控制为开环控制，起动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲现象。伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电动机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电动机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。

7）速度响应性能不同。步进电动机从静止加速到工作转速需要上百毫秒，而交流伺服系统的加速性能较好，一般只需几毫秒，可用于要求快速起停的控制场合。

图1-11 步进电动机与伺服电动机的外观

数控小贴士

步进电动机是一种能将电脉冲信号转变为角位移或线位移的特殊电动机。在非超载的情况下，电动机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。步进电动机一般由步进驱动器进行驱动。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电动机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，其旋转是以固定的角度一步一步地运行的。