第3章 数控机床的伺服系统ppt课件.ppt

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1、第3章数控机床的伺服系统认识伺服系统的工作过程3.1伺服系统的组成及分类3.2伺服电动机3.3位置检测装置3.413.1认识伺服系统的工作过程数控机床控制原理图1．认识伺服系统在数控机床控制中的作用23.1认识伺服系统的工作过程数控车床光机正面2．认识伺服系统的机械结构33.1认识伺服系统的工作过程数控车床光机背面2．认识伺服系统的机械结构43.2伺服系统的组成及分类3.2.1伺服系统的组成伺服系统是由伺服驱动装置、伺服电动机、位置检测装置等组成。接受数控系统发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动电路

2、作一定的转换和功率放大，经伺服驱动装置和机械传动机构，驱动工作台、主轴头架等执行部件，实现工作进给和快速运动。53.2伺服系统的组成及分类3.2.2对伺服系统的要求①精度高②速度反应快③调速范围大④可靠性高⑤低速时扭矩大63.2伺服系统的组成及分类3.2.3伺服系统的分类按反馈比较控制可分为：1）脉冲数字比较伺服系统2）相位比较伺服系统3）幅值比较伺服系统4）全数字伺服系统按使用的驱动装置分为电液伺服系统和电气伺服系统。按使用电机分为直流伺服电机和交流伺服电机。73.2伺服系统的组成及分类按控制方式分1

3、.开环控制数控机床83.2伺服系统的组成及分类2.闭环控制数控机床93.2伺服系统的组成及分类3.半闭环控制数控机床103.3伺服电动机步进电机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的机电执行元件。步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统。由于没有反馈检测环节，精度较差，速度也受到步进电机性能的限制。但结构和控制简单、容易调整，故在速度和精度要求不太高的场合具有一定的使用价值。3.3.1步进电动机及其控制系统113.3.1步进电动机及其控制系统步进电动机的类型分类方式具体类型按力矩产生的原理（1）反应式：转子

4、无绕组，由被激磁的定子绕组产生反应力矩实现步进运行。（2）激磁式：定、转子均有激磁绕组（或转子用永久磁钢），由电磁力矩实现步进运行按输出力矩大小（1）伺服式：输出力矩在百分之几之几至十分之几（N·m）只能驱动较小的负载，要与液压扭矩放大器配用，才能驱动机床工作台等较大的负载（2）功率式：输出力矩在5-50N·m以上，可以直接驱动机床工作台等较大的负载按定子数（1）单定子式（2）双定子式（3）三定子式（4）多定子式按各相绕组分布（1）径向分布式：电机各相按圆周依次排列（2）轴向分布式：电机各相按轴向依次排

5、列123.3.1步进电动机及其控制系统步进电动机的工作原理1、步进电动机的工作原理三相单三拍通电方式:若按A→B→C……通电相序连续通电，则步进电动机就连续地沿逆时针方向转动，每换接一次通电相序，步进电动机沿逆时针方向转过30°，即步距角为30°。13步进电动机的通电方式有：（1）单拍。在各相轮流通电的过程中，每拍只有一相通电。（2）双拍。采用双相轮流通电方式，即每拍都有两相通电，称为双拍。如三相步进电动机的通电顺序为AB→BC→CA→AB，则构成三相双三拍工作制。（3）单双拍，即单双相轮流通电。如对三

6、相步进电动机来说，单双拍工作时的通电顺序为A→AB→B→BC→C→CA→A，一个循环为6拍，称为三相六拍工作制。3.3.1步进电动机及其控制系统14三相单三拍通电方式15三相六拍通电方式163.3.1步进电动机及其控制系统2、步进电动机的主要特点（1）转子的角位移量和转速严格受脉冲的数量和频率控制，有脉冲就走，无脉冲则停，旋转方向由通电顺序决定。（2）体积小，重量轻，价格低。（3）驱动简单，工作可靠，误差不长期积累。（4）惯性小，容易调试。主要缺点：使用不当时，会引起“失步”或“过冲”；运转时有振动和噪

7、音；额定转速较低，最高频率一般不超过1kHz。173.3.1步进电动机及其控制系统3、步进电动机的主要特性（1）步距角步进电动机的步距角越小，位置精度越高。对于定子相数为m，转子齿数为Z的步进电动机，其步距角为（2）步距误差理论步距角与转子每一步实际的步距角之间发热差值。183.3.1步进电动机及其控制系统3、步进电动机的主要特性（3）静态转矩和矩角特性θ为失调角Mmax为最大静态转矩193.3.1步进电动机及其控制系统3、步进电动机的主要特性（4）启动转矩相邻两条曲线的交点所对应的静态转矩是电机运行状

8、态的最大启动转距Mq。一般地，电机相数的增加会使矩角特性曲线变密，相邻两条曲线的交点上移，会使Mq增加。（4）启动转矩相邻两条曲线的交点所对应的静态转矩是电机运行状态的最大启动转距Mq。一般地，电机相数的增加会使矩角特性曲线变密，相邻两条曲线的交点上移，会使Mq增加。（5）空载启动频率fq空载时，步进电机由静止突然启动，并进入不丢步的正常运行所允许的最高频率。203.3.1步进电动机及其控制系统3、步进电动机的主要特性（6）运行矩频特性与动