2016数控机床操作与维护技术（主编周晓宏-人民邮电出版社）伺服系统维护的基本知识.docVIP

第7章 伺服系统的维护 【课题】 伺服系统维护的基本知识 【教学目标】 伺服系统的维护方法 【教学重点】 伺服系统的工作原理与维护 【教学难点】 伺服系统的工作原理与维护 【教学过程】 伺服系统的组成、工作原理及分类 伺服系统概念及作用 数控机床的伺服系统是指以机床移动部件的位移和速度作为控制量的自动控制系统。数控机床的伺服系统主要是控制机床的进给运动和主轴转速。 数控机床的伺服系统是机床主体和数控装置(CNC)的联系环节，是数控机床的重要组成部分，是关键部件，故称伺服系统为数控机床的三大组成部分之一。 伺服系统的作用：它接受来自数控装置(CNC系统)的指令信号，经过放大和转换，驱动机床执行件跟随指令脉冲运动，实现预期的运动，并保证动作的快速和准确。 伺服系统的性能，在很大程度上决定了数控机床的性能和加工精度。例如数控机床的最高移动速度、跟踪精度、定位精度及重复定位精度等重要指标均直接取决于伺服系统的静态和动态性能。所以至今伺服系统被视为一个独立部分，研究与开发高性能的伺服系统一直是现代数控机床的关键技术之一。 伺服系统的组成 数控机床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测装置，亦称检测系统。 伺服系统的工作原理 伺服系统是一种反馈控制系统，它以指令脉冲为输入给定值与输出被调量进行比较，利用比较后产生的偏差值对系统进行自动调节，以消除偏差，使被调量跟踪给定值。所以伺服系统的运动来源于偏差信号，必须具有负反馈回路，始终处于过渡过程状态。在运动过程中实现了力的放大。伺服系统必须有一个不断输入能量的能源，外加负载可视为系统的扰动输入。如图8.1所示为闭环伺服系统的工作原理图，其工作原理简述如下。 图 闭环伺服系统 （1）电流环是为伺服电机提供转矩的电路。一般情况下它与电动机的匹配调节已由制造商作好了或者指定了相应的匹配参数，其反馈信号一般在伺服系统内连接完成，因此不需接线与调整。 （2）速度环是控制电动机转速亦即坐标轴运行速度的电路。速度调节器是比例积分(PI)调节器，其中P、I调整值完全取决于所驱动坐标轴的负载大小和机械传动系统(导轨、传动机构)的传动刚度与传动间隙等机械特性，一旦这些特性发生明显变化时，首先需要对机械传动系统进行修复，然后重新调整速度环(PI)调节器。速度环的最佳调节是在位置环开环的条件下才能完成的，这对于水平运动的坐标轴和转动坐标轴较容易进行，而对于垂直运动坐标轴，位置开环时会自动下落而发生危险，可以先摘下电动机空载调整，然后再装好电动机与位置环一起调整或者直接带位置环一起调整，这时需要有一定的经验和耐心。 （3）位置环是控制各坐标轴按指令位置精确定位的控制环节。位置环将最终影响坐标轴的位置精度及工作精度。 4.伺服系统的分类 数控机床的伺服系统主要有两种：进给伺服系统和主轴伺服系统。 【课堂小结】 伺服系统的工作原理与作用 【作业】 课本简答1、2、3 选择1、2、4、5、7、8 2