数控机床故障诊断与维修第四章5.ppt

进给伺服系统知识回顾 　 早期 步进电动机 中期 小惯量大惯量直流电动机 现在 交流永磁同步电动机 驱动装置 步进电机驱动器 伺服驱动器 三环结构 位置环.速度环.电流环   三环结构 通过长期的生产实践发现，伺服系统中采用三环结构是目前实现高精度控制的最好方法，即位置环.速度环.电流环。又分别被称为外环.中环.内环。这三环是相互制约关系，使控制达到了极其完善 。   1.FANUC交流伺服系统原理  FANUC从上世纪80年代开始使用交流伺服电机 模拟式交流伺服电机 S系列电机 Alpha电机: 体积更小.永磁体磁性更强.配合使 用高速高精度串行位置编码器.) 还有各类经济型的AC系列和高压型HV系列电机 1.FANUC交流伺服系统原理 数控机床中交流伺服电机多用永磁式同步电动机。 优点： 与电磁式相比，永磁式优点是结构简单、 运行可靠、效率较高 缺点： 启动特性欠佳(采用恒转矩调节等方法解决) 工作原理: 定子上通入三相交流电后产生旋转磁场 (其转速称为同步转速) ，转子(如永磁体) 与旋转磁极相互收引并以同一速度旋转。 1. 交流伺服电机的结构 1.FANUC交流伺服系统原理  目前FANUC所用的都是Alpha.Beta系列伺服放大器，伺服的控制己经完全数字化.软件化了。即将位置环.速度环.电流环构成的三环结构的控制模块功能交给CNC内部去用硬件或软件方式去完成。减化了维修故障环节。 留在外部的部分为: 三环结构的检测元件和伺服放大器(功率转换模块，为伺服电机提供足够电能) 。 但伺服系统基本结构和原理源自模拟的交流伺服控制，我们有必要对原来模拟式伺服系统作一定了解。 位置环的控制单元 (模拟式) (2) 模拟交流速度控制单元 (速度环和电流环双环控制系统) 3. 数字式交流伺服系统 以上介绍的伺服系统为模拟式,位置环.速度环.电流环控制单元以单立电路形式出现. 数字式伺服系统是当前发展方向,将三个环控制模块转移到CNC内部用硬件(称为轴卡)或软件方式实现. 这样一来外部仅为三个环的检测元件和一个简单的功率放大器了. 二. FANUC伺服系统硬件介绍 FANUC交流伺服系统及硬件介绍  变频器介绍 PWM逆变器是当前变频器的主要形式，变频器在指令信号控制下(如来自CNC中S600程序命令转换的信号)，按一定规律控制开关元件的通断，即调节占空比，从逆变器输出一组等幅而宽度可控的矩形脉冲波，近似于频率可调的正弦交流电去控制交流电机。 模块三 典型数控系统硬件结构及硬件故障诊断与维修 课题四 伺服单元的结构及工作原理 主讲 张红旗 黄冈科技职业学院机电汽车工程系 ezzhq@126.com   1. FANUC交流伺服系统原理 2. FANUC伺服系统的硬件介绍 本节课学习内容 FANUC 系统配置 显示装置和MDI键盘 机床操作面板 CNC装置 α系列伺服单元 αC系列伺服电动机 主轴电动机 变频器 计算机 位置环 速度环 电流环 转换驱动 工作台 电流反馈 速度反馈 位置反馈 M G 最近发展技术是利用CNC内部硬件或软件形式完成三环的工作，提高了控制精度且降低了维修难度，如位置环上的故障我们着重去检查位置检测器了。 进给伺服系统知识回顾 位置指令 指令脉冲 输出指令 去速度环输入端 接位置检测元件 状态 准备 准备好 接速度环状态端 速度环一旦无准备好信号系统将报警 位置环最关键处 来自CNC 此电路不在CNC当中,在伺服驱动器中 提示:电流环包含在速度环节当中,或者讲常制造于一体 接位置环指令输出端 接位置环状态输入端 电动机 电动机 脉冲宽度调制 三相 三相电源 主接触器 三相整流 滤波 大功率晶体管及逆变电路 速度检测元件 控