数控机床及其维护第章.pptVIP

点击此处结束放映 第4章 数控机床伺服系统 4.1 数控机床伺服系统概述 4.2 直 流 伺 服 系 统 4.3 交 流 伺 服 系 统 4.4 位 置 检 测 装 置 第一页，共四十页。 4.1 数控机床伺服系统概述 伺服系统是以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，是一种位置随动系统。数控机床的伺服系统有两种，即进给伺服系统与主轴伺服系统。 第二页，共四十页。 4.1.1 伺服系统的组成 双闭环系统，内环是速度环，外环是位置环。 第三页，共四十页。 4.1.2 数控机床对伺服系统的要求 1．进给调速范围宽 最高转速与最低转速之比。 2．位置精度高 保证数控机床的定位精度和进给跟踪精度。闭环伺服系统的分辨率可以达到1?m，数控装置的分辨率可以达0.1?m 。 第四页，共四十页。 3．速度响应快 4．低速大转矩 伺服驱动系统在低速进给时，要有大的输出转矩。 第五页，共四十页。 4.1.3 伺服系统的分类 1．按有无反馈分类 （1）开环伺服系统 开环伺服系统无位置反馈装置，是数控机床中最简单的伺服系统 。 第六页，共四十页。 图4.2 开环伺服系统 第七页，共四十页。 （2）闭环伺服系统 闭环伺服系统是误差控制随动系统。 图4.3 闭环伺服系统 第八页，共四十页。 （3）半闭环伺服系统 图4.4 半闭环伺服系统 第九页，共四十页。 2．按驱动装置类型分类 （1）电液伺服系统 （2）电气伺服系统 第十页，共四十页。 3．按进给驱动和主轴驱动分类 （1）进给伺服系统 （2）主轴伺服系统 第十一页，共四十页。 4．按反馈比较控制方式分类 （1）脉冲、数字比较伺服系统 （2）相位比较伺服系统 （3）幅值比较伺服系统 （4）全数字伺服系统 第十二页，共四十页。 4.2 直 流 伺 服 系 统 4.2.1 直流伺服电机分类 1．高速直流伺服电动机 2．低速大扭矩宽调速电动机 第十三页，共四十页。 4.2.2 永磁直流伺服电动机 1．永磁直流伺服电机的结构与特点 第十四页，共四十页。 图4.8 永磁式直流宽调速伺服电动机 第十五页，共四十页。 2．永磁直流伺服电机的选用 （1）对直流伺服电机的要求 （2）直流伺服电动机的选用 第十六页，共四十页。 4.2.3 直流伺服系统主电路 4.2.4 晶闸管触发电路 4.2.5 直流电机晶闸管供电的速度控制系统 4.2.6 晶体管直流脉宽（PWM）调速系统 第十七页，共四十页。 4.3 交 流 伺 服 系 统 4.3.1 交流伺服电机 固有缺点，如电刷和换向器易于磨损，需经常维护；换向时换向器会产生火花， 直流电机结构复杂，制造困难， 交流电机的输出功率可比直流电机提高10％～70％。此外，交流电机的容量可比直流电机做得大。 第十八页，共四十页。 1．交流伺服电机的分类和特点 （1）异步交流伺服电机（IM） （2）同步交流伺服电机（SM） 第十九页，共四十页。 2．永磁式交流伺服电机 （1）结构 永磁式交流伺服电机由定子、转子和检测元件三部分组成。如图4.26、图4.27所示。 第二十页，共四十页。 图4.26 永磁交流伺服电机横截面 第二十一页，共四十页。 图4.27 永磁交流伺服电机纵剖面 第二十二页，共四十页。 （2）工作原理 （3）永磁式伺服电机的性能 ① 永磁式伺服电机的性能可用转矩—速度特性曲线描述。 ② 高可靠性。 ③ 主要损耗在定子绕组与铁心上，故散热容易，便于安装时采取热保护措施；而直流电机损耗主要在转子上，散热困难。 ④ 转子惯量小，其结构允许高速工作。 ⑤ 体积小、质量轻。 第二十三页，共四十页。 4.3.2 交流永磁电机调速系统 1．交流电机的一般调速方法 2．交流变频调速系统 3．交流永磁同步电机调速系统 第二十四页，共四十页。 4.3.3 交流主轴驱动系统 1．交流主轴电机 2．几种新型主轴电机 3．交流主轴电机的控制方法 4．主轴准停控制 第二十五页，共四十页。 4.4 位 置 检 测 装 置 4.4.1 数控机床对检测元件的要求与检测元件的分类 主要要求是：①寿命长，可靠性高，抗干扰能力强；②满足精度和速度要求；③使用维护方便，适合机床运行环境；④成本低；⑤便于与计算机联接。 第二十六页，共四十页。 第二十七页，共四十页。 常用位置检测元件主要有 脉冲编码器、 旋转变压器、 感应同步器 和光栅。 第二十八页，共四十页。 点击此处结束放映