数控机床伺服系统概述课件.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,点击此处结束放映,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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,数控机床伺服系统概述课件,第1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自动控制系统，是一个位置随动系统。数控机床伺服系统有两种，即进给伺服系统与主轴伺服系统。,数控机床伺服系统概述课件,第2页,4.1.1,伺服系统组成,双闭环系统，内环是速度环，外环是位置环。,数控机床伺服系统概述课件,第3页,4.1.2,数控机床对伺服系统要求,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,确保数控机床定位精度和进给跟踪精度。闭环伺服系统分辨率能够到达1,m，数控装置分辨率能够达0.1,m。,数控机床伺服系统概述课件,第4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，要有大输出转矩。,数控机床伺服系统概述课件,第5页,4.1.3,伺服系统分类,1按有没有反馈分类,（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伺服系统。,数控机床伺服系统概述课件,第6页,图4.2 开环伺服系统,数控机床伺服系统概述课件,第7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,数控机床伺服系统概述课件,第8页,（3）半闭环伺服系统,图4.4 半闭环伺服系统,数控机床伺服系统概述课件,第9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,数控机床伺服系统概述课件,第10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,数控机床伺服系统概述课件,第11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,数控机床伺服系统概述课件,第12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,数控机床伺服系统概述课件,第13页,4.2.2,永磁直流伺服电动机,1永磁直流伺服电机结构与特点,数控机床伺服系统概述课件,第14页,图4.8 永磁式直流宽调速伺服电动机,数控机床伺服系统概述课件,第15页,2永磁直流伺服电机选取,（1）对直流伺服电机要求,（2）直流伺服电动机选取,数控机床伺服系统概述课件,第16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速度控制系统,4.2.6,晶体管直流脉宽（,PWM,）调速系统,数控机床伺服系统概述课件,第17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，交流电机输出功率可比直流电机提升1070。另外，交流电机容量可比直流电机做得大。,数控机床伺服系统概述课件,第18页,1交流伺服电机分类和特点,（1）异步交流伺服电机（IM）,（2）同时交流伺服电机（SM）,数控机床伺服系统概述课件,第19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所表示。,数控机床伺服系统概述课件,第20页,图4.26 永磁交流伺服电机横截面,数控机床伺服系统概述课件,第21页,图4.27 永磁交流伺服电机纵剖面,数控机床伺服系统概述课件,第22页,（2）工作原理,（3）永磁式伺服电机性能,永磁式伺服电机性能可用转矩速度特征曲线描述。,高可靠性。,主要损耗在定子绕组与铁心上，故散热轻易，便于安装时采取热保护办法；而直流电机损耗主要在转子上，散热困难。,转子惯量小，其结构允许高速工作。,体积小、质量轻。,数控机床伺服系统概述课件,第23页,4.3.2,交流永磁电机调速系统,1交流电机普通调速方法,2交流变频调速系统,3交流永磁同时电机调速系统,数控机床伺服系统概述课件,第24页,4.3.3,交流主轴驱动系统,1交流主轴电机,2几个新型主轴电机,3交流主轴电机控制方法,4主轴准停控制,数控机床伺服系统概述课件,第25页,4.4,位 置 检 测 装 置,4.4.1,数控机床对检测元件要求与检测元件分类,主要要求是：寿命长，可靠性高，抗干扰能力强；满足精度和速度要求；使用维护方便，适合机床运行环境；成本低；便于与计算机联接。,数控机床伺服系统概述课件,第26页,数控机床伺服系统概述课件,第27页,惯用位置检测元件主要有,脉冲编码器、,旋转变压器、,感应同时器,和光栅。,数控机床伺服系统概述课件,第28页,4.4.2,旋转变压器,1旋转变压器工作原理,2旋转变压器工作方式,数控机床伺服系统概述课件,第29页,4.4.3,脉冲编码器,脉冲编码器是一个旋转式脉冲发生器。,1脉冲编码器工作原理,数控机床伺服系统概述课件,第30页,图4.45 光电盘工作原理示意图,数控机床伺服系统概述课件,第31页,2脉冲编码器结构,3绝对值脉冲编码器,经过读取编码盘上图案确定轴位置。,数控机床伺服系统概述课件,第32页,图4.48 光电绝对值编码器,数控机床伺服系统概述课件,第33页,4.4.4,光栅,（1）直线光栅（即长光栅）,玻璃透射光栅。,金属反射光栅。,（2）圆光栅,（3）计量光栅精度,数控机床伺服系统概述课件,第34页,数控机床伺服系统概述课件,第35页,2工作原理,（a）结构图 （b）输出波形,图4.51 透射直线式光栅原理图,数控机床伺服系统概述课件,第36页,3光栅检测装置,（1）光栅读数头,（2）辨向方法,数控机床伺服系统概述课件,第37页,4.4.5,感应同时器,是一个电磁式位置检测元件。普通可分为直线式和旋转式两种。,1感应同时器结构,数控机床伺服系统概述课件,第38页,图4.58 直线感应同时器,数控机床伺服系统概述课件,第39页,