數(shù)控技術(shù)及編程.ppt

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1、數(shù)控技術(shù)及編程第一節(jié)概述第三章數(shù)控機床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)第二節(jié)步進(jìn)伺服驅(qū)動控制第五節(jié)典型伺服系統(tǒng)第四節(jié)數(shù)控機床的進(jìn)給傳動部件第三節(jié)直流伺服驅(qū)動控制第四節(jié)交流伺服驅(qū)動控制第一節(jié)概述1.調(diào)速范圍要寬2.精度要高3.響應(yīng)要快4.低速大轉(zhuǎn)矩5.穩(wěn)定性要好，可靠性要高。ìí?進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)用途和功能主軸驅(qū)動系統(tǒng)ì?ìíí???電液伺服系統(tǒng)動作原理直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)電氣驅(qū)動系統(tǒng)交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)ì?í??開環(huán)系統(tǒng)控制原理半閉環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)二．伺服驅(qū)動系統(tǒng)的分類一．?dāng)?shù)控機床對伺服系統(tǒng)的要求第一節(jié)概述2.進(jìn)給驅(qū)動與主軸驅(qū)動3.直流伺服驅(qū)動與交流伺服驅(qū)動++位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動檢測與

2、反饋單元位置控制單元速度控制單元--電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋C、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)第二節(jié)步進(jìn)伺服驅(qū)動控制1.步進(jìn)電機的結(jié)構(gòu)和工作原理2.步進(jìn)電機的主要特性1).步距角和靜態(tài)步距誤差步距角指步進(jìn)電機定子繞組通電狀態(tài)每改變一次，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度。步距角計算式為：0360mzka=m—定子相數(shù)；z—轉(zhuǎn)子齒數(shù)；k—拍數(shù)與相數(shù)的比例系數(shù)一．步進(jìn)電機第二節(jié)步進(jìn)伺服驅(qū)動控制2).啟動頻率啟動頻率指空載時，步進(jìn)電機由靜止?fàn)顟B(tài)突然啟動，并進(jìn)入不丟步的正常運行的最高頻率。3).連續(xù)運行的最高工作頻率最高工作頻率指步進(jìn)電機連續(xù)運行時，不丟步運行的極限頻率。4).加減

3、速特性加減速特性是描述步進(jìn)電機由靜止到工作頻率和由工作頻率到靜止的加減速過程中，定子繞組通電狀態(tài)的變化頻率與時間的關(guān)系。5).矩頻特性與動態(tài)轉(zhuǎn)距矩頻特性是描述步進(jìn)電機連續(xù)穩(wěn)定運行時輸出轉(zhuǎn)矩與連續(xù)運行頻率之間的關(guān)系。第二節(jié)步進(jìn)伺服驅(qū)動控制1。工作方式從一相通電換接到另一相通電稱為一拍，每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個步距角。2?？刂葡到y(tǒng)二.步進(jìn)電動機的驅(qū)動與控制第三節(jié)直流伺服驅(qū)動控制1.工作原理直流電機的工作原理是建立在電磁力定律基礎(chǔ)上的，電磁力的大小與電機中的氣隙磁場成正比。2．直流伺服電機的分類直流電機按其勵磁方式分為永磁式、勵磁式(他勵、并勵、串勵、復(fù)勵)、混合式(勵磁和永磁合成

4、)三種；按電樞結(jié)構(gòu)分為有槽、無槽、印刷繞組、空心杯形等；按輸出量分為位置、速度、轉(zhuǎn)矩(或力)三種控制系統(tǒng)；按運動模式分為增量式和連續(xù)式；按性能特點及用途不同又有不同品種。一．直流伺服電動機的工作原理及類型二、常用直流伺服電動及特點1、小慣量直流伺服電機2、寬調(diào)速直流伺服電動機第三節(jié)直流伺服驅(qū)動控制1．直流伺服電動機的工作特性2．直流伺服電動機的調(diào)速(1)晶閘管調(diào)速控制方式三、直流伺服電動機的速度控制第三節(jié)直流伺服驅(qū)動控制(2)晶體管脈寬調(diào)制調(diào)速控制方式第四節(jié)交流伺服驅(qū)動控制1、交流感應(yīng)異步電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理2、SPWM變頻控制器第五節(jié)典型伺服系統(tǒng)A、步進(jìn)式伺服系統(tǒng)

5、的工作原理步進(jìn)式伺服系統(tǒng)中指令信號是單向傳遞的，驅(qū)動控制線路接收數(shù)控裝置發(fā)出的進(jìn)給脈沖信號，并將其轉(zhuǎn)換為控制步進(jìn)電動機各相定子繞組依次通、斷電的信號，使步進(jìn)電動機運轉(zhuǎn)。步進(jìn)電動機的轉(zhuǎn)子與機床絲杠連在一起(也可通過傳動裝置接到絲杠上)，帶動絲杠轉(zhuǎn)動，從而使工作臺運動。也就是說，步進(jìn)式伺服系統(tǒng)受驅(qū)動控制線路的控制，將代表進(jìn)給脈沖的電信號通過步進(jìn)電動機轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ù笮『头较虻臋C械角位移，通過機械傳動帶動工作臺移動。一.開環(huán)步進(jìn)式伺服系統(tǒng)第五節(jié)典型伺服系統(tǒng)B、提高開環(huán)系統(tǒng)伺服精度提高開環(huán)系統(tǒng)伺服精度從結(jié)構(gòu)上講有：改善步進(jìn)電機的性能、減小步距角、采用精密傳動副、減小傳動鏈中傳

6、動間隙等方法。從控制方法上講有：傳動間隙補償、螺距誤差補償、細(xì)分線路。1.傳動間隙補償傳動間隙補償?shù)幕痉椒椋号袆e進(jìn)給方向變化后，首先不向步進(jìn)電機輸送反向位移脈沖，而是將間隙值換算為脈沖數(shù)，驅(qū)動步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動，越過傳動間隙，待間隙補償結(jié)束后再按指令脈沖進(jìn)行動作。第五節(jié)典型伺服系統(tǒng)2.螺距誤差補償傳動鏈中的滾珠絲杠螺距累積誤差直接影響工作臺的位移精度，為數(shù)控設(shè)備提供了自動螺距誤差補償功能來解決這個問題。3.細(xì)分線路細(xì)分線路是把步進(jìn)電機的一步再分得細(xì)一些。如十細(xì)分線路，將原來輸入一個進(jìn)給脈沖步進(jìn)電機走一步變?yōu)檩斎胧畟€脈沖才走一步。第五節(jié)典型伺服系統(tǒng)1.相位比較伺服系統(tǒng)2.

7、幅值比較伺服系統(tǒng)二．閉環(huán)伺服驅(qū)動系統(tǒng)第五節(jié)典型伺服系統(tǒng)3.脈沖比較伺服系統(tǒng)4.全數(shù)字式伺服系統(tǒng)全數(shù)字式伺服系統(tǒng)：是指系統(tǒng)中的控制信息全用數(shù)字量來處理。第六節(jié)數(shù)控機床的進(jìn)給傳動部件1.剛性調(diào)整法剛性調(diào)整法是調(diào)整后齒側(cè)間隙不能自動補償?shù)恼{(diào)整法。一.傳動齒輪副1.偏心套調(diào)整法第六節(jié)數(shù)控機床的進(jìn)給傳動部件2.柔性調(diào)整法柔性調(diào)整法是調(diào)整之后齒側(cè)間隙仍可自動補償?shù)恼{(diào)整法。1.軸向彈簧調(diào)整法2.周向彈簧調(diào)整法第六節(jié)數(shù)控機床的進(jìn)給傳動部件滾珠絲杠副的優(yōu)點是：1)摩擦系數(shù)小，傳動效率高；2)靈敏度高，傳動平穩(wěn)，不易產(chǎn)生爬行，隨動精度和定位精度高；3)磨損小，壽命長，精