數(shù)控機床伺服電機系統(tǒng)

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1、目錄1數(shù)控的由來2構(gòu)成3硬件結(jié)構(gòu)4軟件結(jié)構(gòu)5分類6機床技術(shù)十四大…數(shù)控的由來20世紀50年代，美國出于軍事工業(yè)的發(fā)展的需要，由麻省理工學(xué)院成功研制了世界上第一臺具有信息存儲和處理功能的新型機床--------數(shù)控機床。很快，數(shù)控技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展。我國在1958年也開始了數(shù)控機床的研制工作，并得了一定的成績。目前：數(shù)控機床的種類已有1500多個，產(chǎn)量超過25000臺。1.數(shù)字控制【Numerical?Control】數(shù)字控制是用數(shù)字化信號對機構(gòu)的運動過程進行的控制的一種方法，簡稱為數(shù)控【NC

2、】2.數(shù)控系統(tǒng)【NC?System】數(shù)控系統(tǒng)是實現(xiàn)數(shù)字控制相關(guān)功能的軟、硬件模塊的集成。它是自動閱讀輸入載體上的程序，并將其譯碼，根據(jù)程序指令向伺服裝置和其他功能部件發(fā)送信息，控制機床的各種運動。3.計算機數(shù)控系統(tǒng)【ComputerNumricalControlSystem】計算機數(shù)控系統(tǒng)是以計算機為核心的數(shù)控系統(tǒng)。由裝有數(shù)控系統(tǒng)程序的專用計算機、輸入輸出設(shè)備、可編程序控制器【PLC】、存儲器、主軸驅(qū)動及進給驅(qū)動裝置等部分組成，習(xí)慣上有稱為CNC系統(tǒng)。4.數(shù)控機床【NCMachine】數(shù)控機床是指應(yīng)用

3、數(shù)控技術(shù)對其運動和輔組運作進行控制的機床構(gòu)成目前世界上的數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，形式各異，組成結(jié)構(gòu)上都有各自的特點。這些結(jié)構(gòu)特點來源于系統(tǒng)初始設(shè)計的基本要求和工程設(shè)計的思路。例如對點位控制系統(tǒng)和連續(xù)軌跡控制系統(tǒng)就有截然不同的要求。對于T系統(tǒng)和M系統(tǒng)，同樣也有很大的區(qū)別，前者適用于回轉(zhuǎn)體零件加工，后者適合于異形非回轉(zhuǎn)體的零件加工。對于不同的生產(chǎn)廠家來說，基于歷史發(fā)展因素以及各自因地而異的復(fù)雜因素的影響，在設(shè)計思想上也可能各有千秋。例如，美國Dynapath系統(tǒng)采用小板結(jié)構(gòu)，便于板子更換和靈活結(jié)合，而日本FAN

4、UC系統(tǒng)則趨向大板結(jié)構(gòu)，使之有利于系統(tǒng)工作的可靠性，促使系統(tǒng)的平均無故障率不斷提高。然而無論哪種系統(tǒng)，它們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的。一般整個數(shù)控系統(tǒng)由三大部分組成，即控制系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)和位置測量系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)按加工工件程序進行插補運算，發(fā)出控制指令到伺服驅(qū)動系統(tǒng)；伺服驅(qū)動系統(tǒng)將控制指令放大，由伺服電機驅(qū)動機械按要求運動；測量系統(tǒng)檢測機械的運動位置或速度，并反饋到控制系統(tǒng)，來修正控制指令。這三部分有機結(jié)合，組成完整的閉環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)?！　】刂葡到y(tǒng)主要由總線、CPU、電源、存貯器、操作面板和顯示屏、

5、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數(shù)據(jù)輸入/輸出接口等組成。最新一代的數(shù)控系統(tǒng)還包括一個通訊單元，它可完成CNC、PLC的內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊和外部高次網(wǎng)絡(luò)的連接。伺服驅(qū)動系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動裝置和電機。位置測量系統(tǒng)主要是采用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。目前世界上的數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，形式各異，組成結(jié)構(gòu)上都有各自的特點。這些結(jié)構(gòu)特點來源于系統(tǒng)初始設(shè)計的基本要求和工程設(shè)計的思路。例如對點位控制系統(tǒng)和連續(xù)軌跡控制系統(tǒng)就有截然不同的要求。對于T系統(tǒng)和M系統(tǒng)，同樣也有很大的區(qū)別，前者適用于回轉(zhuǎn)體零件加工，后

6、者適合于異形非回轉(zhuǎn)體的零件加工。對于不同的生產(chǎn)廠家來說，基于歷史發(fā)展因素以及各自因地而異的復(fù)雜因素的影響，在設(shè)計思想上也可能各有千秋。例如，美國Dynapath系統(tǒng)采用小板結(jié)構(gòu)，便于板子更換和靈活結(jié)合，而日本FANUC系統(tǒng)則趨向大板結(jié)構(gòu)，使之有利于系統(tǒng)工作的可靠性，促使系統(tǒng)的平均無故障率不斷提高。然而無論哪種系統(tǒng)，它們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的。一般整個數(shù)控系統(tǒng)由三大部分組成，即控制系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)和位置測量系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)按加工工件程序進行插補運算，發(fā)出控制指令到伺服驅(qū)動系統(tǒng)；伺服驅(qū)動系統(tǒng)將控制指令放

7、大，由伺服電機驅(qū)動機械按要求運動；測量系統(tǒng)檢測機械的運動位置或速度，并反饋到控制系統(tǒng)，來修正控制指令。這三部分有機結(jié)合，組成完整的閉環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)。硬件結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的硬件由數(shù)控裝置、輸入/輸出裝置、驅(qū)動裝置和機床電器邏輯控制裝置等組成，這四部分之間通過I/O接口互連?！　?shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，其軟件和硬件來控制各種數(shù)控功能的實現(xiàn)?！　?shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)按CNC裝置中的印制電路板的插接方式可以分為大板結(jié)構(gòu)和功能模塊（小板）結(jié)構(gòu)；按CNC裝置硬件的制造方式，可以分為專用型結(jié)構(gòu)和個人計算機式結(jié)構(gòu)；按C

8、NC裝置中微處理器的個數(shù)可以分為單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)。　?。?）大板結(jié)構(gòu)和功能模板結(jié)構(gòu)1）大板結(jié)構(gòu)　　大板結(jié)構(gòu)CNC系統(tǒng)的CNC裝置由主電路板、位置控制板、PC板、圖形控制板、附加I/O板和電源單元等組成。主電路板是大印制電路版，其它電路板是小板，插在大印制電路板上的插槽內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)類似于微型計算機的結(jié)構(gòu)?！　?）功能模塊結(jié)構(gòu)　　（2）單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)　　1）單微處理器結(jié)構(gòu)　　在單微處理器結(jié)構(gòu)中，只有一個微處理器，以集中控制、分時