數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)ppt課件.ppt

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1、第六章數(shù)控機床的伺服驅(qū)動系統(tǒng)主要內(nèi)容6.1概述6.2步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)6.3直流伺服電機及其速度控制6.4交流伺服電機及其速度控制系統(tǒng)6.5直線電機及其在數(shù)控機床中的應用簡介6.6位置控制6.1概述伺服驅(qū)動系統(tǒng)的定義:伺服驅(qū)動系統(tǒng)接收數(shù)控單元的位移/速度控制指令,驅(qū)動工作臺/主軸按照控制指令的要求進行運動。伺服驅(qū)動系統(tǒng)直接影響移動速度、跟蹤精度、定位精度等一系列重要指標，是數(shù)控機床的關(guān)鍵技術(shù)。6.1概述伺服驅(qū)動系統(tǒng)的作用:接受CNC裝置發(fā)出的位移指令信號，由伺服驅(qū)動裝置作一定的轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服電機（直流、交流伺服電機、步進電機等）和機械傳

2、動機構(gòu)，驅(qū)動機床的工作臺等執(zhí)行部件實現(xiàn)工作進給或快速運動。數(shù)控機床的伺服驅(qū)動6.1概述數(shù)控機床的伺服驅(qū)動6.1概述UmrichterSIMODRIVE611digitalmitCNCSINUMERIK840DE/R-ModulNCULeistungsteilBedientafelfrontmitPCU20/50/70Drehstrom-ServomotorenPeripherieSIMATICS7-300Drehstrom-Hauptspindelmotor6.1概述一、數(shù)控機床對進給伺服系統(tǒng)的要求有：1．高精度（輸出量能復現(xiàn)輸入量的精

3、確程度）2．穩(wěn)定性好（抗干擾能力）3．響應速度快（系統(tǒng)跟蹤精度）4．電機調(diào)速范圍寬（最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速比）5．低速大轉(zhuǎn)矩6．可靠性高(對環(huán)境的適應性)7.1概述二、伺服系統(tǒng)的基本組成反饋檢測單元機床比較控制環(huán)節(jié)驅(qū)動控制單元執(zhí)行元件進給指令7.1概述三、伺服系統(tǒng)的分類按控制原理和有無檢測反饋裝置：開環(huán)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)；按其用途和功能：進給驅(qū)動系統(tǒng)和主軸驅(qū)動系統(tǒng)；按其驅(qū)動執(zhí)行元件的動作原理：電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)、電氣伺服驅(qū)動系統(tǒng)（直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)、交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)及直線電機伺服系統(tǒng)）6.1概述6.1概述閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)位置控制模塊速度控制單元伺服電機工作

4、臺位置檢測測量反饋速度檢測指令速度環(huán)位置環(huán)6.2步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)6.2.1步進電機工作原理按電磁吸引原理工作（以反應式步進電機為例）反應式步進電機的定子上有磁極，每個磁極上有激磁繞組，轉(zhuǎn)子無繞組，有周向均布的齒，依靠磁極對齒的吸合工作。6.2步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)定子轉(zhuǎn)子定子繞組6.2步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)AB定子轉(zhuǎn)子IAIBIC兩個相對的磁極組成一相。注意：這里的“相”和三相交流電中的“相”的概念不同。步進電機通的是電脈沖，主要是指線圖的聯(lián)接和組數(shù)的區(qū)別。6.2步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)步進電機的工作方式(通電順序)可分為：三相單三拍、

5、三相單雙六拍、三相雙三拍等。1）三相單三拍：（1）三相繞組聯(lián)接方式：Y型（2）三相繞組中的通電順序為：A相?B相?C相通電順序也可以為：A相?C相?B相6.2步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)1）三相單三拍工作方式：6.2步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)B'A'CC'BA3412A相通電使轉(zhuǎn)子1、3齒和AA'對齊B'A'CC'BA3412BB'A'CC'AB相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和B相軸線對齊CC相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒和C相軸線對齊3412ABC1324ABC1324A6.2步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)三相單三拍的特點：（1）每來一個電脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過30°。（2）轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)

6、方向取決于三相線圈通電的順序。（3）每次定子繞組只有一相通電，在切換瞬間失去自鎖轉(zhuǎn)矩，容易產(chǎn)生失步，只有一相繞組產(chǎn)生力矩吸引轉(zhuǎn)子，在平衡位置易產(chǎn)生振蕩。6.2步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)2)三相六拍工作方式通電順序為：A?AB?B?BC?C?CA?A六拍。通電順序A→AB→B→BC→C→CA→A…（逆時針）A→AC→C→BC→B→CA→A…（順時針）每步轉(zhuǎn)過15°，步距角是三相三拍工作方式的一半，特點：電機運轉(zhuǎn)中始終有一相定子繞組通電，運轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。6.2步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)3)雙三拍工作方式定子繞組通電順序為AB→BC→CA→AB…（轉(zhuǎn)子逆時針旋

7、轉(zhuǎn)）AC→BC→CA→…（轉(zhuǎn)子順時針旋轉(zhuǎn)）有兩對磁極同時對轉(zhuǎn)子的兩對齒進行吸引，每步仍旋轉(zhuǎn)30°。特點：始終有一相定子繞組通電，工作比較平穩(wěn)。避免了單三拍通電方式的缺點6.2步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)實際上步進電機轉(zhuǎn)子齒數(shù)很多，齒數(shù)越多，步距角越小6.2步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)為改善運行性能，定子磁極上的齒的齒距與轉(zhuǎn)子的齒距相同，但各極的齒依次與轉(zhuǎn)子的齒錯開齒距的1／m（m電機相數(shù)）。每次定子繞組通電狀態(tài)改變時，轉(zhuǎn)子只轉(zhuǎn)過齒距的1／m（如三相三拍）或1／2m（如三相六拍）達到新的平衡位置。6.2步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)齒距的1／m（m電機相數(shù)）360

8、0/Z轉(zhuǎn)子40個齒，若通電為三相三拍，當轉(zhuǎn)子齒與A相定子齒對齊時，轉(zhuǎn)子齒與B相定子齒相差（3°），與C相定子齒相差（6°）