最新数控机床的伺服系统教学讲义PPT.ppt

《最新数控机床的伺服系统教学讲义PPT.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数控机床的伺服系统第一节概述定义：以位置和速度作为控制对象的自动控制系统又称：随动系统。即输出随输入而变化。伺服：侍候和服从功用：接受CNC装置送来的进给指令脉冲，经过一定的信号转换，功率放大，转化为机床各坐标轴的进给运动（承上启下：桥梁作用）2021/8/22现代数控技术第一节概述功能的实现：主要通过对步进电机、伺服电机的控制来实现。综述：伺服驱动系统作为一种实现进给运动的执行机构，是数控机床的一个重要组成部分，在很大程度上决定了数控机床的性能。伺服控制技术是数控机床的关键技术之一。2021/8/23现代数控技术三、伺服驱动系统的分类一般根据其控制原理和有无位置检测反馈环节来进行

2、分类：1开环伺服系统2闭环伺服系统3半闭环伺服系统2021/8/27现代数控技术1开环伺服系统电机机械执行部件A相、B相C相、…f、nCNC插补指令脉冲频率f脉冲个数n换算脉冲环形分配变换功率放大数控装置2021/8/28现代数控技术2闭环伺服系统位置控制调节器速度控制调节与驱动检测与反馈单元位置控制单元速度控制单元++--电机机械执行部件CNC插补指令实际位置反馈实际速度反馈数控装置2021/8/29现代数控技术3半闭环控制系统位置控制调节器速度控制调节与驱动检测与反馈单元位置控制单元速度控制单元++--电机机械执行部件CNC插补指令实际位置反馈实际速度反馈数控装置2021/8/

3、210现代数控技术第二节　开环步进式伺服系统开环步进式伺服系统主要由：环形脉冲分配器（环分）功率放大器（功放）步进电机等组成工作时从左向右，设计时从右向左。所以先看步进电机。2021/8/211现代数控技术一、步进电机的工作原理和特性1、概念：每给一个脉冲走一步。2、类型：根据力矩产生原理：反应式、励磁式、混合式根据相数：三相、四相、五相、…根据绕组分布：径向绕组、轴向绕组、混合绕组根据运动方式：回转式、直线式3、应用：数控机床、机器人、打印机…2021/8/212现代数控技术轴向绕组2021/8/213现代数控技术三相、径向、反应式步进电机工作原理组成：转子（带齿）定子（6个磁极

4、、三相绕组）。通电方式：单三拍正转：A-B-C-A单三拍反转：A-C-B-A双三拍正转：AB-BC-CA-AB双三拍反转：AC-CB-BA-AC三相六拍正转：A-AB-B-BC-C-CA-A三相六拍反转：A-AC-C-CB-B-BA-A2021/8/214现代数控技术工作原理2021/8/215现代数控技术单三拍电压波形2021/8/216现代数控技术双三拍电压波形2021/8/217现代数控技术三相六拍电压波形2021/8/218现代数控技术径向式步进电机结构图2021/8/219现代数控技术步进电机的基本特点1）转角与脉冲数成正比２）转速与脉冲频率成正比3）转向取决于通电顺序4

5、）输出转角精度高5）自整角能力缺点：（１）效率低（２）没有过载能力（３）低频共振现象或震荡2021/8/220现代数控技术步进电机的主要特性１步距角和步距误差２启动频率3连续运行的最高工作频率fmax4加减速特性5矩频特性和动态转矩2021/8/221现代数控技术步距角和步距误差步距角：α＝３６０0／mzk式中：m_步进电机相数z_转子齿数k_拍数和相数的比例系数三相三拍制式时，k=1;三相六拍制式时，k=２步距误差：转子每一步实际转过的角度与理论步距角之差步进电机的主要特性2021/8/222现代数控技术启动频率空载时，步进电动机由静止状态突然起动，并进入不丢步的正常运行的最高频

6、率，称为起动频率或突跳频率。加给步进电动机的指令脉冲频串如大于起动频率，就不能正常工作。步进电动机在带负载(尤其是惯性负载)下的起动频率比空载要低，而且，随着负载加大(在允许范围内)，起动频率会进一步降低。步进电机的主要特性2021/8/223现代数控技术连续运行的最高工作频率fmax：步进电动机启动以后，其运行速度能跟踪指令脉冲频率连续上升而不丢步的最高工作频率，称为连续运行频率。其值远大于起动频率，它也随着电动机所带负载的性质和大小而异，与驱动电源也有很大关系。步进电机的主要特性2021/8/224现代数控技术加减速特性：在加减速的过程中通电状态变化的频率与时间的关系。要求：加

7、速时要逐渐加速；减速时要逐渐减速。步进电机的主要特性2021/8/225现代数控技术矩频特性和动态转矩：矩频特性M=F(f)是描述步进电动机连续稳定运行时输出转矩与连续运行频率之间的关系(见图2-25)。该特性上没一个频率对应的转矩称为动态转矩。使用时，一定要考虑动态转矩随连续运行频率的上升而下。步进电机的主要特性2021/8/226现代数控技术二、步进电机的选择根据运行速度、负载转矩、负载转动惯量、步距角来选择。Mm=（Jm+Jleq）ε1+MleqJLeq=J1+