机床电气控制技模块九　数控机床驱动装置统.pptx

机床电气控制技模块九　数控机床驱动装置统会计学第1页/共148页课程定位课程培养目标专业能力方法能力社会能力沟通协调能力团队协作能力语言表达能力安全与自我保护能力基层生产组织能力责任心与职业道德 … …获取信息的能力资料收集整理能力制定、实施工作计划的能力工艺文件理解能力工作交接能力检查、判断能力理论知识的运用能力独立分析的能力 … …数控机床维修安全操作能力数控机床电气线路试验能力电气元件的识别能力典型机床电气线路分析能力典型数控装置应用能力数控机床的维修管理能力数控机床驱动装置分析能力CA6140车床故障排除能力具备自动控制系统分析能力 … …常用电动机及其应用电力拖动系统及其运动分析数控机床常用低压电器电器控制基本环节数控机床电气控制概况数控机床驱动装置数控机床维护与维修典型机床电气控制数控装置结构与原理可编程控制器及其应用自动控制基础典型控制系统第2页/共148页主 要 内 容正在进行第3页/共148页学习单元一 数控机床驱动装置概况第4页/共148页单元一　数控机床驱动装置概况单元学习目标掌握伺服系统的结构和原理；了解伺服系统的分类及特点；掌握进给伺服系统和主轴伺服系统的性能和控制要求。单元学习内容 以加工指令脉冲为输入量，以机床移动部件的位置为输出量的控制系统称之为位置随动系统，数控机床驱动装置就是位置随动系统，简称伺服系统。简单来说，伺服系统就是一种能够跟踪输入指令信号而动作，从而获得精确的位置、速度或力输出的自动控制系统。数控机床的伺服系统接收数控装置的指令信号，驱动机床运动部件运动，数控机床的性能很大程度上取决于伺服系统的性能，研究与开发性能优良的伺服系统是现代数控机床的关键技术之一。第5页/共148页目 录1、伺服系统的组成和工作原理2、数控机床伺服系统的分类3、对进给伺服系统的基本要求4、对主轴伺服系统的要求第6页/共148页一、伺服系统的组成和工作原理－（1） 伺服系统的结构框图如图9.1所示。第7页/共148页一、伺服系统的组成和工作原理－（2） 伺服系统的结构通常由位置控制环和速度控制环组成。内环是速度控制环，外环是位置控制环。 位置控制环由位置指令、位置检测装置、位置反馈比较环节、位置控制模块、速度控制环、机械传动装置组成，位置反馈的检测装置可采用旋转变压器、感应同步器、脉冲编码器、光栅、磁栅和激光测距仪等。位置控制环主要是对机床运动坐标轴进行控制，坐标轴控制是要求最高的位置控制，不仅要严格控制每个轴的运动速度和位置精度，而且在多轴联动时，还要求各移动轴按插补要求协调运动，以保证复杂形状的加工。第8页/共148页一、伺服系统的组成和工作原理－（3） 速度控制是伺服系统中最基本的内容，用来控制电动机转速。速度控制环是由伺服电机、速度检测装置、速度反馈比较环节、速度控制模块组成，速度控制模块为速度控制系统的核心，速度反馈的检测装置通常采用测速发电机、脉冲编码器等。 数控装置插补信号输送到位置控制模块的位置比较电路，与位置检测反馈电路来的反馈信号相比较后，位置比较电路输出位置移动信号，经位置控制和速度控制单元输出到速度环，直到机床完成进给运动。第9页/共148页二、数控机床伺服系统的分类－（1） 1．按位置控制方式分类 按位置控制方式分，如前所述，伺服系统可分为开环、闭环和半闭环伺服系统。尺状测量元件用于全闭环，回转测量元件常用于半闭环系统。 2．按伺服电机的类型分类按伺服电机的类型分，伺服系统可分为步进伺服系统（常称步进驱动）、直流伺服系统（常称直流伺服）和交流伺服系统（常称交流伺服）。 （1） 步进伺服系统步进伺服系统是典型的开环伺服系统，由步进电机及其驱动系统组成。由于步进伺服系统具有结构简单、使用维护方便、可靠性高、制造成本低等优点，在小型数控机床和速度、精度要求不太高的场合得到了广泛的应用。第10页/共148页二、数控机床伺服系统的分类－（2） 1．按位置控制方式分类 按位置控制方式分，如前所述，伺服系统可分为开环、闭环和半闭环伺服系统。尺状测量元件用于全闭环，回转测量元件常用于半闭环系统。 2．按伺服电机的类型分类按伺服电机的类型分，伺服系统可分为步进伺服系统（常称步进驱动）、直流伺服系统（常称直流伺服）和交流伺服系统（常称交流伺服）。 （1） 步进伺服系统步进伺服系统是典型的开环伺服系统，由步进电机及其驱动系统组成。由于步进伺服系统具有结构简单、使用维护方便、可靠性高、制造成本低等优点，在小型数控机床和速度、精度要求不太高的场合得到了广泛的应用。第11页/共148页二、数控机床伺服系统的分类－（3） （2） 直流伺服系统 直流伺服系统常用的伺服电机有小惯量直流伺服电机和永磁直流伺服电机（也称大惯量宽调速直流伺服电机）。小惯量直流伺服电机最大限度地减少了电枢的转动惯量，快速性较好