数控机床进给运动的控制课件.pptVIP

数控机床第四章进给运动的控制

数控机床本章内容第一节概述第四章进给运动的控制第二节步进驱动及开环进给控制第三节位置检测装置第四节直流、交流伺服驱动装置

数控机床第一节概述一、进给伺服系统的概念1、组成：进给伺服系统是以机床移动部件（如工作台）的位置和速度作为控制量的自动控制系统，通常由伺服驱动装置、伺服电机、机械传动机构及执行部件组成。第四章进给运2、作用：接受数控装置发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动装置作一定的转换和放大后，经伺服电机（直流、交动流伺服电机、功率步进电机等）和机械传动机构，驱动机的床的工作台等执行部件实现工作进给或快速运动。控制

数控第一节概述机一、进给伺服系统的给概念床3、基本技术要求1）精度高第伺服系统的精度是指输出量能复现输入量的精确程度。在速度控制中，要求高的调速精度，比较强的抗负载扰动能力。即对静、动态精度要求都比较高。四章进给运动2）稳定性好稳定性是指系统在给定输入或外界干扰作用下，能在短暂的调节过程后，达到新的或者恢复到原来的平衡的状态。对伺服系统要求有较强的抗干扰能力，保证进控给速度均匀、平稳。稳定性直接影响数控加工的精度和表面粗糙度。制

数控机床第一节概述一、伺服系统的基本技术要求3）快速响应快速响应是伺服系统动态品质的重要指标，它反映了系统的跟踪精度。为了保证轮廓切削形状精度和低的加工表面粗糙度，要求伺服系统跟踪指令信号的响应要快。这一方面要求过渡过程时间要短，一般在200ms以内，甚至小于几十毫秒；另一方面要求超调要小。第四章进给运动的控制

数控第一节概述机一、伺服系统的基本技术要求床4）调速范围宽数控机床中，进给伺服系统的调速范围与伺服系统的分辨率有关。一般的调速范围要求在脉冲当量为0.001mm第四时达到0-24m/min。章要求有较宽的无级调速范围，在低速时运行平稳无爬进给运动的控制行。

数控机床第一节概述二、分类反应式混合式☆步进电机驱动系统第四章进给运动的控制☆直流伺服驱动系统：永磁直流伺服电动机☆交流伺服驱动系统：永磁交流伺服电动机

数控机第一节概述三、位置伺服驱动系统的开环、闭环控制床☆开环控制系统以步进电机作为驱动元件，没有位置和速度检测元件及反馈，位置控制精度完全由进给传动机构的精度及电气控制精度决定，控制精度低。步进电机步进驱动CNC第四章进给运动的控制☆半闭环控制系统伺服电机伺服驱动CNCnθ转速n测量及反馈以伺服电机作为驱动元件，有测速元件和位置检测。通过测量滚珠丝杠的角位移间接测量出工作台的直线位移。通过对传动系统的误差补偿，可获得很高的位置控制精度，系统的稳定性易得到保证。角位移θ测量及反馈

数控第一节概述机三、位置伺服驱动系统的开环、闭环控制☆全闭环控制系统床x伺服伺服驱动CNC电机n第四章进给运动的控制转速n测量及反馈直线位移x测量及反馈位置检测装置安装在工作台上，直接反映工作台的直线位移，位置控制精度比半闭环高，控制原理同半闭环。由于受导轨摩擦系数、传动的润滑状况，传动间隙大小等因素的影响，系统的稳定性不如半闭环。☆混合闭环控制系统：有开环补偿型和半闭环补偿型

数控机床第二节步进驱动及开环进给控制一、步进电动机的工作原理步进电动机是一种把电脉冲转换成角位移的电动机。用专用的驱动电源向步进电动机供给一系列的且有一定规律的电脉冲信号，每输入一个电脉冲，步进电机就前第进一步，其角位移与脉冲数成正比，电机转速与脉冲频率成正比，而且转速和转向与各相绕组的通电方式有关。按通电顺序不同，其运行方式有三相单三拍、三相双三拍和三相单双六拍三种。齿轮箱四章进给运步进电动指令环形分脉冲机功率放大器动CNCn配器的控制电源步进电动机

数控机床一、步进电动机的工作原理定子绕组按A→B→C→A→……的顺序轮流通电，录相1、三相三拍控制转子顺时针转动，按第四章进给运动的控制A→C→B→A→……的顺序通电，则电动机转子逆时针反向旋转。每输入一个脉冲，转子转过1/3齿距，步距角为30°步进电动机的转速决定于控制绕组与电源接通和断开的脉冲变化频率。

数控机床一、步进电动机的工作原理2、三相双三拍控制每次都是两相通电，即按第四章进给运动的控制A，B→B，C→C，A→A，B→……的顺序通电，则称双三拍方式，步距角为30°。

数控机床一、步进电动机的工作原理3、三相六拍控制如果单三拍和双三拍相间通电，即按A→A，B→B→B，C→C→C，A→A→……顺序通电，第四章进给运动的控制称为三相六拍方式。此时每输入一个脉冲信号，转子转过1/6齿距，步距角为15°。

数控机一、步进电动机的工作原理4、结构结构图床电机的定子和转子铁心通常由硅钢片叠成。定子和转子均匀分布着很多小齿。定子上有A、B、C三对磁极，在第四章进给运动的控制相对应的磁