第三部分数控机床的伺服系统(驱动).pptVIP

如果说CNC装置是数控机床的“大脑”，是发布“命令”的“指挥所”，那么伺服系统则是数控机床的“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，速度与位移量。 1．稳定性好 2．准确度高 3、响应快 4、调速范围宽 5、输出扭矩大 6、高可靠性 如果将B相加上电脉冲，则有： 如果将C相加上电脉冲，则有： 这种三相励磁绕组依次单独通电，切换三次为一个循环，称为三相单三拍通电方式。其通电方式及通电顺序为A→B→C→A…或者A→C→B→A … 由于每次只有一相磁极通电，易在平衡位置附近发生振荡，而且在各相磁极通电切换的瞬间，电动机失去自锁力，容易造成失步。 为改善其工作性能，可采用三相六拍的通电方式，其通电方式及通电顺序为: A→AB→B→BC→C→CA→A… 或者A→AC→C→CB→B→BA→A … 这种通电方式当由A相通电转为AB相共同通电时，转子磁极将同时受到A相与B相的吸引，它就停在AB两相磁极中间，这时它转过的角度是15度。这种通电方式在切换时，始终有一相磁极不断电，故而工作较稳定，且在相同频率下，每相导通的时间增加，平均电流增加，从而可以提高电磁转矩、启动频率及连续运行频率等特性。 （二）步进电动机的结构 （三）步进电动机的优点： 控制特性好； 误差不长期积累； 步距角不受各种干扰因素的影响。 步进电动机转子转动的速度取决于脉冲信号的频率，总位移量取决于总的脉冲数，它作为伺服电动机应用于控制系统时，可以使系统简化，工作可靠，而且可以获得较高的控制精度。 （四）步进电动机的分类 １、按力矩产生原理分：有反应式（转子无绕组）、激磁式（定子转子均有绕组）； ２、按输出力矩大小分： 可分为伺服式（与液压扭矩放大器配用）、功率式（5~50N.m）； ３、按定子数分：单定子式、多定子式； ４、按各相绕组分布分：有单段式（径向式）、多段式（轴向式）等。 （五）步进电动机的主要技术指标 1、步距角：电动机每步的转角称为步距角， 步距角越小精度越高。 α＝360/mzk m－相数；k－与通电方式有关的系数；z－齿数 同一相数的步进电动机通常有两种步距角，如1.5°/0.75°、1.2°/0.6°、3°/1.5°等。双拍制的步距角比单拍制的步距角减小一半。 2、静态矩角特性：描述静态时电磁转矩与转角的关系。 4、连续运行频率：其运行速度能跟踪指令脉冲连续上升而不丢步的最高工作频率。 （六）驱动控制 1、环形分配 2、功率驱动 （七）步进电机在数控机床的应用 交流伺服电动机及其伺服驱动器 *机电工程学院 数控加工技术 ——数控机床伺服系统 第三部分 数控机床的伺服系统 基本要求：熟悉数控机床的伺服控制原理；掌握伺服执行元件伺服电机的工作原理及特点。 重点与难点：伺服电机的工作原理及特点。 3.1数控机床的伺服系统 3.2数控机床的位置检测 本部分重要内容 伺服系统是指以机床移动部件的位移和速度作为控制对象的自动控制系统，也称为位置随动系统、简称伺服系统。 主要功能是：接受来自数控装置输出的插补结果，如指令脉冲或数字量，通过功率放大控制电动机驱动机床的移动部件，完成预期的直线或转角位移。 第一节 数控机床伺服系统概述 3.1 数控机床对伺服系统概述 第一节 数控机床伺服系统概述 第一节 数控机床伺服系统概述 3.1.1 数控机床伺服系统的基本要求 组成：伺服电动机 驱动信号控制转换电路 电子电力驱动放大模块 位置调节单元 速度调节单元 电流调节单元（调节加速度） 检测装置 一般闭环伺服系统的典型结构为三环结构：位置环、速度环、电流环。 第一节 数控机床伺服系统概述 3.1.2 数控机床伺服系统的组成 位置调解 速度调解 电流调解 转换驱动 工作台 电流反馈 速度反馈 位置反馈 M G 位置、速度和电流环均由：调节控制模块、检测和反馈部分组成。电力电子驱动装置由驱动信号产生电路和功率放大器组成。 CNC指令 第一节 数控机床伺服系统概述 由于各组件加工的精密化，微米的误差已不是问题，在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级。在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性 。 第一节 数控机床伺服系统概述 3.