第4章__進(jìn)給伺服系統(tǒng)ppt課件.ppt

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1、*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)1第四章進(jìn)給伺服系統(tǒng)內(nèi)容提要本章將詳細(xì)討論進(jìn)給伺服系統(tǒng)的軟件硬件結(jié)構(gòu)；進(jìn)給伺服系統(tǒng)基本功能的原理及實(shí)現(xiàn)方法。第四章進(jìn)給伺服系統(tǒng)*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)2第四章進(jìn)給伺服系統(tǒng)進(jìn)給伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)主要的子系統(tǒng)。如果說(shuō)CNC裝置是數(shù)控系統(tǒng)的“大腦”，是發(fā)布“命令”的“指揮所”，那么進(jìn)給伺服系統(tǒng)則是數(shù)控系統(tǒng)的“四肢”，是一種“執(zhí)行機(jī)構(gòu)”。它忠實(shí)地執(zhí)行由CNC裝置發(fā)來(lái)的運(yùn)動(dòng)命令，精確控制執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)方向，進(jìn)給速度與位移量。第四章進(jìn)給伺服系統(tǒng)*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)3第一節(jié)概述.進(jìn)給伺服系統(tǒng)的定義及組成.定義：進(jìn)給伺服系統(tǒng)(FeedServoSystem)——以移動(dòng)部件

2、的位置和速度作為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)。第四章進(jìn)給伺服系統(tǒng)*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)4組成：進(jìn)給伺服系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：位置控制單元；速度控制單元；驅(qū)動(dòng)元件(電機(jī))；檢測(cè)與反饋單元；機(jī)械執(zhí)行部件。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測(cè)與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋一、進(jìn)給伺服系統(tǒng)的定義及組成第一節(jié)概述*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)5二、NC機(jī)床對(duì)數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求調(diào)速范圍要寬且要有良好的穩(wěn)定性(在調(diào)速范圍內(nèi))調(diào)速范圍：一般要求：穩(wěn)定性：指輸出速度的波動(dòng)要少，尤其是在低速時(shí)的平穩(wěn)性顯得特別重要。第一節(jié)概述*現(xiàn)代

3、數(shù)控技術(shù)6輸出位置精度要高靜態(tài)：定位精度和重復(fù)定位精度要高，即定位誤差和重復(fù)定位誤差要小。(尺寸精度)動(dòng)態(tài)：跟隨精度，這是動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，用跟隨誤差表示。(輪廓精度)靈敏度要高，有足夠高的分辯率。二、NC機(jī)床對(duì)數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求第一節(jié)概述*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)7負(fù)載特性要硬在系統(tǒng)負(fù)載范圍內(nèi)，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，輸出速度應(yīng)基本不變。即△F盡可能小；當(dāng)負(fù)載突變時(shí)，要求速度的恢復(fù)時(shí)間短且無(wú)振蕩。即△t盡可能短；應(yīng)有足夠的過(guò)載能力。這是要求伺服系統(tǒng)有良好的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)剛度。tF△t△F第一節(jié)概述二、NC機(jī)床對(duì)數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)8響應(yīng)速度快且無(wú)超調(diào)這是對(duì)伺服系

4、統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的要求，即在無(wú)超調(diào)的前提下，執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)速度的建立時(shí)間tp應(yīng)盡可能短。通常要求從0→Fmax（Fmax→0），其時(shí)間應(yīng)小于200ms，且不能有超調(diào)，否則對(duì)機(jī)械部件不利，有害于加工質(zhì)量。tFtp第一節(jié)概述二、NC機(jī)床對(duì)數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)9能可逆運(yùn)行和頻繁靈活啟停。系統(tǒng)的可靠性高，維護(hù)使用方便，成本低。綜上所述：對(duì)伺服系統(tǒng)的要求包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性兩方面；對(duì)高精度的數(shù)控機(jī)床，對(duì)其動(dòng)態(tài)性能的要求更嚴(yán)。第一節(jié)概述二、NC機(jī)床對(duì)數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)10第二節(jié)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置檢測(cè)裝置、概述組成：位置測(cè)量裝置是由檢測(cè)元件（

5、傳感器）和信號(hào)處理裝置組成的。作用：實(shí)時(shí)測(cè)量執(zhí)行部件的位移和速度信號(hào)，并變換成位置控制單元所要求的信號(hào)形式，將運(yùn)動(dòng)部件現(xiàn)實(shí)位置反饋到位置控制單元，以實(shí)施閉環(huán)控制。它是閉環(huán)、半閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的重要組成部分。閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的加工精度在很大程度上是由位置檢測(cè)裝置的精度決定的，在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)，尤其是高精度進(jìn)給伺服系統(tǒng)時(shí)，必須精心選擇位置檢測(cè)裝置。第四章進(jìn)給伺服系統(tǒng)*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)11一、概述進(jìn)給伺服系統(tǒng)對(duì)位置測(cè)量裝置的要求高可靠性和高抗干擾性：受溫度、濕度的影響小，工作可靠，精度保持性好，抗干擾能力強(qiáng)；能滿足精度和速度的要求：位置檢測(cè)裝置分辨率應(yīng)高于數(shù)

6、控機(jī)床的分辨率（一個(gè)數(shù)量級(jí)）；位置檢測(cè)裝置最高允許的檢測(cè)速度應(yīng)數(shù)控機(jī)床的最高運(yùn)行速度。使用維護(hù)方便，適應(yīng)機(jī)床工作環(huán)境；成本低。第二節(jié)位置檢測(cè)裝置*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)12.位置檢測(cè)裝置的分類按輸出信號(hào)的形式分類：數(shù)字式和模擬式按測(cè)量基點(diǎn)的類型分類：增量式和絕對(duì)式按位置檢測(cè)元件的運(yùn)動(dòng)形式分類：回轉(zhuǎn)型和直線型第二節(jié)位置檢測(cè)裝置一、概述*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)13常用位置檢測(cè)裝置分類表第二節(jié)位置檢測(cè)裝置一、概述*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)14.感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)及分類結(jié)構(gòu)sincos節(jié)距2τ（2mm）節(jié)距（0.5mm）絕緣粘膠銅箔鋁箔耐切削液涂層基板(鋼、銅)定尺滑尺第二節(jié)位置檢測(cè)裝

7、置*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)15分類第二節(jié)位置檢測(cè)裝置.感應(yīng)同步器*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)16感應(yīng)同步器的工作原理.感應(yīng)同步器是利用勵(lì)磁繞組與感應(yīng)繞組間發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，由于電磁耦合的變化，感應(yīng)繞組中的感應(yīng)電壓隨位移的變化而變化，借以進(jìn)行位移量的檢測(cè)。感應(yīng)同步器滑尺上的繞組是勵(lì)磁繞組，定尺上的繞組是感應(yīng)繞組。第二節(jié)位置檢測(cè)裝置.感應(yīng)同步器*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)17感應(yīng)同步器的工作原理第二節(jié)位置檢測(cè)裝置U0U0θ1USUSUSUSUS定尺滑尺.感應(yīng)同步器*現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)18感應(yīng)同步器的信號(hào)處理原理滑尺正旋繞組上加激磁電壓Us后，與之相耦合的定尺繞組上的感應(yīng)電壓為：Uos=KUScosθ1滑

8、尺余旋繞組上加激磁電壓Uc后，與之相耦合的定尺繞組上的感應(yīng)電壓為：Uoc=KUc