机床数控技术(第4版) PPT课件 6.ppt

1）负载转矩计算负载转矩是由于驱动系统的摩擦力和切削反作用力所引起，可用下式表示：式中Mz—加到电机轴上的负载转矩（N·m）；F—把机械部件沿直线方向移动所需的力（N）；L—电动机每转的机械位移量（m）；Mf—折算到电机轴上的滚珠丝杠、螺母、及轴承等部分的摩擦转矩（N·m）。所计算出的负载转矩应小于或等于电机额定转矩。?负载惯量计算（2）伺服电机的选择第6章 数控机床的伺服系统定位加速时的最大转矩计算定位加速时的最大转矩Mm（N﹒m），按下式计算：式中nm—快速移动时的电机转速（r/min）；ta—加速、减速时间(s)；Jm—电机惯量（kg﹒m2）；JL—负载惯量（kg﹒m2）；Mz—负载转矩（N﹒m）。第6章 数控机床的伺服系统2）进给电机惯量与负载惯量的匹配因此必须使电机惯量与进给负载惯量之间有个合理的匹配。通常在电机惯量Jm与负载惯量JL（折算至电动机轴）或总惯量Jr之间，推荐下列匹配关系：或或电动机转子惯量Jm，可以从产品样本中查到。?第6章 数控机床的伺服系统电机和负载转动惯量的匹配JlJmJlJlJmJmVXX第6章 数控机床的伺服系统第5节伺服系统的性能对加工精度的影响1跟随误差对加工精度的影响当恒速运动时，其运动速度与指令值相同，但是两者瞬时位置有一恒定滞后。因为指令是先发出的，运动是接到指令以后才产生的，所以位移总是滞后指令一段距离，图中1为指令位置曲线，2为实际位置曲线，实际位置总是滞后指令位置一个δV值，δV称之为跟随误差，也叫速度误差式中δV—跟随误差（m）；V—工作台进给速度（m/s）；KV—系统开环增益（s-1）；第6章 数控机床的伺服系统2跟随误差对加工直线轮廓的影响加工平面直线时，某一时刻指令位置在A点，因为跟随误差实际在B点。如图6-41所示，沿x、y向分速度Vx、Vy为：式中V—切削进给速度（m/s）；—OA与x轴夹角。第6章 数控机床的伺服系统跟随误差可由下式求出：式中Kx、Ky—x、y轴系统开环增益（s-1）；δx、δy—x、y轴跟随误差。轮廓误差是指实际轨迹与要求轨迹之间的最短距离，轮廓误差与各轴跟随误差的关系第6章 数控机床的伺服系统两个方向的分速度：两个方向的位置误差：轮廓误差：第6章 数控机床的伺服系统当Kx=Ky时，即两轴位置增益相同时，有跟随误差，而不会产生轮廓误差。Kx≠Ky时，只要Kx和Ky足够大，所产生的轮廓误差很小。因此，应尽量使两轴位置增益匹配，并尽可能提高。第6章 数控机床的伺服系统?3跟随误差对加工圆弧轮廓的影响第6章 数控机床的伺服系统当加工半径为R的圆形轨迹时，理论刀具位置在A点，由于存在跟随误差，实际在B点。如图所示，在三角形AOB中，由余弦定理可求得轮廓误差：从中解出轮廓误差：两个方向刚度相同时：第6章 数控机床的伺服系统（1）当Kx=Ky时，公式简化成：简化后的公式表明，当x轴y轴两坐标增益相同时，δV与ε在同一条直线上，ε随工件半径R的变化而变化，当曲率半径R不变时，ε是一个恒定值，它只影响尺寸偏差，该项误差可以在编程时补偿，而不影响形状精度。由式看出，ε与进给速度成正比，与系统增益成反比，因此，提高增益对减少圆弧加工误差也是很重要的。加工圆弧的半径愈大，加工误差愈小。第6章 数控机床的伺服系统（2）当Kx不等于Ky时，ε随着角发生变化，这个变化量的误差值是不能消除的，这个误差就是由速度误差所引起的几何形状误差。加工圆时会使形状成为椭圆，提高Kx与Ky对减小误差ε是有益处的。第6章 数控机床的伺服系统谢谢！电主轴第6章 数控机床的伺服系统电主轴第6章 数控机床的伺服系统2交流电机的速度控制(1)交流电机的调速据电机学知，交流异步电机的转速表达式为(r/min）式中f1—定子电源频率（Hz）；p—磁极对数；s—转差率