第4章__进给伺服系统ppt课件.ppt

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1、*现代数控技术1第四章进给伺服系统内容提要本章将详细讨论进给伺服系统的软件硬件结构；进给伺服系统基本功能的原理及实现方法。第四章进给伺服系统*现代数控技术2第四章进给伺服系统进给伺服系统是数控系统主要的子系统。如果说CNC装置是数控系统的“大脑”，是发布“命令”的“指挥所”，那么进给伺服系统则是数控系统的“四肢”，是一种“执行机构”。它忠实地执行由CNC装置发来的运动命令，精确控制执行部件的运动方向，进给速度与位移量。第四章进给伺服系统*现代数控技术3第一节概述.进给伺服系统的定义及组成.定义：进给伺服系统(FeedServoSystem)——以移动部件

2、的位置和速度作为控制量的自动控制系统。第四章进给伺服系统*现代数控技术4组成：进给伺服系统主要由以下几个部分组成：位置控制单元；速度控制单元；驱动元件(电机)；检测与反馈单元；机械执行部件。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一、进给伺服系统的定义及组成第一节概述*现代数控技术5二、NC机床对数控进给伺服系统的要求调速范围要宽且要有良好的稳定性(在调速范围内)调速范围：一般要求：稳定性：指输出速度的波动要少，尤其是在低速时的平稳性显得特别重要。第一节概述*现代

3、数控技术6输出位置精度要高静态：定位精度和重复定位精度要高，即定位误差和重复定位误差要小。(尺寸精度)动态：跟随精度，这是动态性能指标，用跟随误差表示。(轮廓精度)灵敏度要高，有足够高的分辩率。二、NC机床对数控进给伺服系统的要求第一节概述*现代数控技术7负载特性要硬在系统负载范围内，当负载变化时，输出速度应基本不变。即△F尽可能小；当负载突变时，要求速度的恢复时间短且无振荡。即△t尽可能短；应有足够的过载能力。这是要求伺服系统有良好的静态与动态刚度。tF△t△F第一节概述二、NC机床对数控进给伺服系统的要求*现代数控技术8响应速度快且无超调这是对伺服系

4、统动态性能的要求，即在无超调的前提下，执行部件的运动速度的建立时间tp应尽可能短。通常要求从0→Fmax（Fmax→0），其时间应小于200ms，且不能有超调，否则对机械部件不利，有害于加工质量。tFtp第一节概述二、NC机床对数控进给伺服系统的要求*现代数控技术9能可逆运行和频繁灵活启停。系统的可靠性高，维护使用方便，成本低。综上所述：对伺服系统的要求包括静态和动态特性两方面；对高精度的数控机床，对其动态性能的要求更严。第一节概述二、NC机床对数控进给伺服系统的要求*现代数控技术10第二节进给伺服系统的位置检测装置、概述组成：位置测量装置是由检测元件（

5、传感器）和信号处理装置组成的。作用：实时测量执行部件的位移和速度信号，并变换成位置控制单元所要求的信号形式，将运动部件现实位置反馈到位置控制单元，以实施闭环控制。它是闭环、半闭环进给伺服系统的重要组成部分。闭环数控机床的加工精度在很大程度上是由位置检测装置的精度决定的，在设计数控机床进给伺服系统，尤其是高精度进给伺服系统时，必须精心选择位置检测装置。第四章进给伺服系统*现代数控技术11一、概述进给伺服系统对位置测量装置的要求高可靠性和高抗干扰性：受温度、湿度的影响小，工作可靠，精度保持性好，抗干扰能力强；能满足精度和速度的要求：位置检测装置分辨率应高于数

6、控机床的分辨率（一个数量级）；位置检测装置最高允许的检测速度应数控机床的最高运行速度。使用维护方便，适应机床工作环境；成本低。第二节位置检测装置*现代数控技术12.位置检测装置的分类按输出信号的形式分类：数字式和模拟式按测量基点的类型分类：增量式和绝对式按位置检测元件的运动形式分类：回转型和直线型第二节位置检测装置一、概述*现代数控技术13常用位置检测装置分类表第二节位置检测装置一、概述*现代数控技术14.感应同步器感应同步器的结构及分类结构sincos节距2τ（2mm）节距（0.5mm）绝缘粘胶铜箔铝箔耐切削液涂层基板(钢、铜)定尺滑尺第二节位置检测装

7、置*现代数控技术15分类第二节位置检测装置.感应同步器*现代数控技术16感应同步器的工作原理.感应同步器是利用励磁绕组与感应绕组间发生相对位移时，由于电磁耦合的变化，感应绕组中的感应电压随位移的变化而变化，借以进行位移量的检测。感应同步器滑尺上的绕组是励磁绕组，定尺上的绕组是感应绕组。第二节位置检测装置.感应同步器*现代数控技术17感应同步器的工作原理第二节位置检测装置U0U0θ1USUSUSUSUS定尺滑尺.感应同步器*现代数控技术18感应同步器的信号处理原理滑尺正旋绕组上加激磁电压Us后，与之相耦合的定尺绕组上的感应电压为：Uos=KUScosθ1滑

8、尺余旋绕组上加激磁电压Uc后，与之相耦合的定尺绕组上的感应电压为：Uoc=KUc