数控弯管机液压系统毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 数控弯管机是基于矢量弯管原理，运用微机控制，完成用户所需的任意空间立体管形，是现代弯曲整形的重要加工设备。本文主要针对弯管机这一数控装备进行嵌入式测控系统的硬件系统研究开发，以嵌入式微处理器为硬件平台，代替传统的通用计算机和工控机，对机床的加工过程进行有效控制。在此基础上加装运动控制卡 过运动控制卡实现对伺服电机驱动器的控制，从而控制伺服电机带动各轴进行准确的旋转 走位操作。本文主要对该嵌入式测控系统进行硬件系统的研究开发，针对工业现场控制电路的基本要求， 利用件 绘制四个控制电机的电路 原理图 和现场总体电路分布结构设计图；根据设计精度要求和对元器件性价比的比较，对包括嵌入式系统、运动控制卡、伺服电机、伺服电机驱动器、输入输出卡、编码器及传感器等元件在内的各类硬件设备的选型。本文所设计的嵌入式测控系统用于控制数控弯管机的工业现场实际运行，主要实现弯管机的送料、旋转、弯曲等 功能的控制 。所设计的电路及选取的硬件在工业现场调试中基本能够达到预期的效果 。 关键词： 数控 弯管 机、嵌入式、运动控制卡、 伺服驱动器 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is an is on to to In it of on of to On of to of In it of of to of of to of on of to of of in 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘要 . . 1 章 绪论 引言 . 1 弯管机概述 . 1 弯管机的发展历程及趋势 . 2 嵌入式系统概述 . 2 课题的目的及意义 . 3 课题内容 . 4 第 2 章 弯管机嵌入式硬件系统设计总体方案 弯管机工作原理概述 . 5 嵌入式测控系统总体硬件结构设计 . 6 第 3 章 测控系统硬件电路设计 前言 . 7 系统总体电路设计 . 7 弯曲主轴 C 轴电路设计 . 7 弯曲主轴 C 闭环控制回路 . 7 运动控制卡与伺服驱动器 C 的连接线路 . 8 伺服电机 C 与伺服电机驱动器的连接线路 . 9 弯曲主轴 C 整体电路图 . 10 第 4 章 测控系统硬件选型 嵌入式微处理器的选型 . 11 运动控制卡的选型 . 12 运动控制卡概述 . 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 运动控制卡 介 . 12 伺服电机驱动器的选型 . 17 伺服电机驱动器概述 . 17 三菱伺服电机驱动器简介 . 17 伺服电机的选型 . 19 伺服电机概述 . 19 交流伺服电机概述 . 19 三菱伺服电机简介 . 20 旋转编码器的选型 . 21 旋转编码器概述 . 21 增量式和绝对式旋转编码器 . 22 位移传感器的选型 . 23 第 5 章 总结与展望 . 24 致谢 . 25 参考文献 . 26 附图 . 27 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1章 绪 论 1. 1 引言 随着社会的发展，各行各业对各种型号弯管的需求会迅速增长 ， 对管材弯曲成形精度要求也会越来越高，这一切促使人们对管材弯曲加工工艺及加工设备进行深入的研究。美、英、日、德等工业发达国家纷纷开发研制计算机数控 (管加工设备，同时资助管材弯曲加工工艺的理论及实验研究，并在实际应用中取得良好的经济效益。然而，我国的管材弯曲加工设备与加工技术的研究与应用仍远远落后于当今世界先进水平，远远 不能适应我国工业生产和国防的需求，致使我国许多企业不得不花费大量资金引进国外先进的管材数控弯曲加工设备。 目前国内使用的数控弯管机设备通常是在通用计算机或工控机的基础上加装运动控制卡，使用 安装昂贵的数控软件构成的。这样的系统软件成本高、硬件资源浪费、功耗大 1。 为了提高弯管生产的效率， 节约生产成本，改进系统结构， 提高产品的精度， 以嵌入式微处理器代替传统的工控机来控制弯管机的工作是本课题的主要任务。 嵌入式技术已经广泛的应用到工业控制领域，将嵌入式技术应用到数控领域必将对数控机床的发 展产生深远的影响。本文提出了一种基于 动控制卡 数控系统具有成本低、实时性好、精度高等优点，对开放式经济性数控的研究具有很好的推动作用。 1. 2 弯管机的概述 管材弯曲有很多方法，相应地也就有不同的弯管设备。在各种方法中，绕弯是最常用的弯管方法，而绕弯最常用的设备是弯管机。因此，弯管机是管材弯曲加工的主要设备。 弯管机的结构形式很多，按弯管时加热与否可分为冷弯管机和热弯管机两类，按传动方式可分为手动、气动、机械传动和液压传动四种，按控制方式又可分为手控 、半自动、自动和数控四种。机械传动式弯管机结构简单，制造方便，通用性大。液压弯管机传动平稳、可靠、噪音小，结构紧凑，能弯制不同直径的管材。半自动控制的弯管机，一般只对弯管角度进行自动控制，主要用于中、小批量的生产。自动控制的弯管机通过尺寸预选机构和程序控制系统对弯管全过程 (送进、弯管和空间转角 )实行自动控制，这种弯管机一般采用液压传动，适用于大批量生产。数控弯管机能够根据零件图规定的程序和尺寸，通过输入数据来实现弯管过程的全自动控制，它适用于大批量生产，尤其是管件尺寸参数多变买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 的场合 2. 随着科学技术的不 断发展，弯管机的型式日趋多样化，弯管性能也在大幅度地提高。微型计算机、单片机、可编程控制器、先进的交流伺服系统以及新型液压元器件和液压技术的应用，使弯管机的功能更趋完善。而数控弯管机将是现代弯管生产的主要设备。 1. 3 弯管机的发展历程及趋势 国外大口径长输管道建设中，美国自 20世纪 60年代就开始使用垂直液压 (即立式 )弯管机，可以弯制 7626 30英寸 )各种壁厚的钢管。 70年代后，冷弯机的性能进一步完善，同时，弯管内胎研制成功，与冷弯机配套使用，能够弯制薄壁高强度大口径的输油输气管道钢管，最大弯 管直径达到 15240英寸 )。原苏联研制冷弯管机基本也是从 20世纪 60年代开始的，功能与美国机器相仿，但由于其主机液压系统采取卧式结构，平面占用空间较大，运输及现场摆布均存在较大困难。目前，世界上有美国、加拿大和德国等发达国家近 10家冷弯机生产厂，所产机型基本结构均为垂直液压式，内胎形式主要有气动式和液压式两种。气动式结构内胎优点在于行走速度快、弯管预制效率高，但需要另行配置空气压缩机，系统工作平稳性差，难以控制。液压式内胎借助于整机液压站，结构紧凑，且液压传 动 平稳可靠，能够保证管道在预制过程中不发生 椭圆变形 3。 另外， 随着科学技术的不断发展，弯管机的型式日趋多样化，弯管性能也在大幅度地提高。特别是微型计算机、单片机、可编程控制器、先进的交流伺服系统以及新型液压元器件和液压技术的应用，使传统弯管机的功能更趋完善，数控弯管机将取代传统弯管机而成为现代弯管的主要设备。 1. 4 嵌入式系统概述 嵌入式系统 （ ，是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可定制，适用于各种应用场合，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入 式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。 嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如掌上 移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。 嵌入式系统一般指非 包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器微处理器、买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 存储器及外设器件和 I 形控制器等。软件部分包括操作系统软件（ 要求实时和多任务操作 ）和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用 4。 嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般就具备以下 4个特点： 1）对实时多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核心的执行时间减少到最低限度。 2）具有功能很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件 诊断。 3）可扩展的处理器结构，以能最迅速地开展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器。 4）嵌入式微处理器必须功耗很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，如需要功耗只有 W 级 5。 嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点： 通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用 从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。 导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。 体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。 的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产 品一旦进入市场，具有较长的生命周期。 入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。 使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行开发 5。 1. 5 课题的目的及意义 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 本课题研究的目的 在于设计出一种基于嵌入式系统的数控 弯管机 。 能实现自动检测、控制产品的弯曲 位置 和 角度，提高生产效率和产品的精度。 随着嵌入式技术的发展，以 首的嵌入式微处理器已经广泛的应 用到人们生活的各 个控制领域。将嵌入式技术应用到工业控制领域在国内还不多见，特别是数控机床这些高端 技术领域。数控机床既是高新技术专业不可缺少的基础装备，又是传统产业更新换代的重要手段。嵌入式数控系统兼备嵌入式技术和数控技术结合的巨大优势，必将符合新一代数控系 统的各项性能要求。 1. 6 课题内容 1) 查阅和消化课题研究的相关资料 ,对数控弯管机的工作控制原理及其特点进行较为详尽的分析与研究 ； 2) 学习掌握嵌入式微处理器的相关知识 ,了解嵌入式系统的各部分功能及外部连线 ； 3) 了解运动控制卡 习伺服电 机驱动器与运动控制卡、伺服电机以及旋转编码器的连线； 4) 选择合适的传感器，设计控制系统的硬件电路，并通过 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第 2章 弯管机嵌入式 硬件 系统设计总体方案 数控弯管机工作原理概述 数控弯管机是用来生产空间多弯、外形尺寸要求较高、相对弯曲半径大的空心管件，尤其是汽车上的排气管、发动机上的油管。图 2数控弯管机工作原理图，主要由弯曲旋转 C 轴 、 送料 Y 轴 、 转料 B 轴 以及机头左右控制 X 轴 组成 ， 四轴由伺服电机带动， 实现对运送、翻转、弯曲三轴的空间控制，完成具有复杂空间形状的空心管加工。 伺服电机通过系统窗口接受来自 控机或者嵌入式微处理器的命令和数据，完成参数的设定和修改、运动轴的点位控制等，同时反馈各轴的位移值或转角 6。 图 2 数控弯管机工作原理图 如图 2示， 弯曲旋转装置绕旋转中心 O 转动，其转动角位移 、角速度 和转动力矩 M 是主要控制对象；钳口将管件压紧到旋转台上的弯曲模具中，随着弯曲旋转台一起转动，从而将管件弯曲成形；弯曲轴的转速、转角以及转矩的控制是通过弯曲轴上蜗轮蜗杆的伺服电机来实现的。 数控弯管机总体实物图如下图 2示： 图 2 数控弯管机总体实物图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 嵌入式测控系统总体硬件结构设计 如下 图 2个硬件系统以嵌入式微处理器为核心，通过人机界面向机床系统输送指令 。运动控制卡配有模糊控制和参数优化等智能控制软件，配以相应的通讯程序，可与上位机一起组成各种闭环控制系统 7。系统通过运动控制卡驱动伺服电机驱动器，带动各个控制轴电机工作，以实现送料，转料，角度加工等动作。另一方面，对管件的主夹紧松、辅夹紧松、辅助推进、推抽芯等动作通过 I I 通过系统窗口接受来自嵌入式微处理器的命令和数据，完成参数的设定、修改和辅助动作的开关量控制等，同时反馈机床各种工作状况 和机床状态值，以及各种报警信息。微处理器 与 I 线完成， 该卡板插在处理器 图 2 嵌入式测控系统硬件设计结构图 入式微处理器（ 摸显示屏 串 口 网 络 运 动 控 制 卡 弯曲主电机伺服驱动器 送料电机伺服驱动器 材料转角电机伺服驱动器 机头左右电机伺服驱动器 弯 曲 主 轴(C) 伺服电机 送料（ Y）伺服电机 材 料 转 角（ B）伺服电机 机 头 左 右（ X）伺服电机 I/O 控 制 卡 传感器 被控对象 继电器 光 耦 光耦 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 第 3章 测控系统 硬件电路设计 言 本次毕业设计 主要任务是完成针对数控弯管机嵌入式测 控系统硬件电路的研究，由于在整个电路设计过程中，涉及到很多机械控制理论 线路，因此整个机床的硬件控制电路会比较繁琐，由于篇幅限制，本人仅 对弯曲电路 型电路进行绘制描述 ， 其余各轴电路及输入输出卡电路详见附图。 电路图利用电路原理图绘制软件 型电路主要包括系统总体电路分布，运动控制卡与伺服驱动器连接线路图，伺服驱动器与伺服电机连接线路图等。 系统总体电路 设计 根据对实际机床电路 分析 及生产安全性考虑，设计如下图 3图 3系统总体电路 电路主要由各类开关，接触器，指示灯，继电器，报警装置组成，分别用以控制液压泵的工作，伺服电机的工作等等， 总体电路可以分为总电源模块，液压泵控制模块，伺服电机 Y、 B、 C、 于各个轴的控制电路基本类似，故以下仅对 弯曲 主轴 曲 主轴 弯曲主轴 主轴弯曲 过接受微处理器指令，完成对管材弯曲任买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 意角度的工作，为了能够控制 内，系统对 过编码器构成全闭环控制回路，实现系统精度要求， 图 3 弯曲主轴 运动控制卡与伺服驱动器 通过参考三菱伺服驱动器和 得运动控制卡与伺服驱动器 信号连接线路如下图 3 图 3 伺服驱动器与运动控制卡连接线路 嵌入式微处理器 运动控制卡 伺服驱动器 伺服电 机 执行机 构 编码器 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 伺服驱动器信号含义如下表 3 表 3 伺 服驱动器引脚含义 动控制卡 和伺服驱动器需要连接 24服电机驱动器 要有开启端 位端 除端 码器 A、 B、 号 接头，紧急情况急停控制接线端和电机报警接线端 8。运动控制卡引脚信号含义见下文硬件分析。 伺服电机 伺服电机 动控制卡源信号的连接如下图 3 图 3 伺服电机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 伺服放大器的伺服电机动力端子 (U， V， W)和伺服电机的电源输入端子 (U， V， W)相位必须一致。伺服电机的接地端子要先连接到伺服放大器的 伺服电机编码器与运动控制卡 图 3 运动控制卡 弯曲主轴 图 3 弯曲主轴 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 第 4章 测控系统硬件选型 入式微处理器的选型 在设计 嵌入式测控系统的过程中，嵌入式微处理器的选择尤为重 要。 嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的 了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本一样，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面都做了各种增强。嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低等优点。 本系统的核心选择了 3它采用 203 级流水线，由 储管理单元 中， 速缓存由独立的 16 16 图 4 根据系统需要，主板上主要包括中央处理器 4M)、串口、 10M 网口 )、 展总线接口等。中央处理器 括 1个 制器、 3个通道的 4个具有 1个内部时钟、 2个 个 02 置 16 65级指令流水线，带有乘累加运算单元，可以运行起嵌入式 本满足用户对快速性的要求。并且采用 以获得非常高的性价比。系统采用 10 M 的以太网接口芯片 是用于嵌入式设备的低成4M 展总线 串口 示器 标 键盘 U 盘 板 扩展板卡 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 本以太局域网控制器。通过标准网络接口，数控系统可以连接到 9。 动控制卡 的选型 运动控制卡概述 运动控制卡是基于 线，利用高性能微处理器（如 及大规模可编程器件实现多个伺服电机的多轴协调控制的一种高性能的步进 /伺服电机运动控制卡，包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、 D/A 输出等功能，它可以发出连续的、高频率的脉冲串，通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度，改变发出脉冲的数量来控制电机的位置，它的脉冲输出模式包括脉冲 /方向、脉冲 /脉冲方式。脉冲计数可用于编码器的位置反馈，提供机器准确的位置，纠正传动过程中产生的误差 。数字输入 /输出点可用于语限位、原点开关等。库函数包括 S 型、 T 型加速，直线插补和圆弧插补，多轴联动函数等。产品广泛应用于工业自动化控制领域中需要精确定位、定长的位置控制系统和基于 制系统。具体就是将实现运动控制的底层软件和硬件集成在一起，使其具有伺服电机控制所需的各种速度、位置控制功能。这些功能能通过计算机方便地调用。 运动控制卡 介 本次数控系统所选择的运动控制卡为研华公司产品 设部件互连标准 )的缩写，它是目前个人电脑中使用最为广泛的接口，几乎所有的主板产品上都带有这种插槽。 由 司 1991 年推出的一种局部总线。从结构上看， 在 原来的系统总线之间插入的一级总线，具体由一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传送。管理器提供了信号缓冲，使之能支持 10 种外设，并能在高时钟频率下保持高性能，它为显卡，声卡，网卡，设备提供了连接接口，它的工作频率为 336 图 4 运动控制卡 物图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 一款通用 4 轴运动控制卡。 一款基于 线的高速 4 轴运动控制卡，使用该卡可以简化步进电机和伺服电机的控制，提高电机的性能。在这片卡上集成了 司的 用集成运动控制芯片，提供多种运动功能，例如 2 轴或 3 轴线性插补， 2 轴圆弧插补， T/S 曲线加速 /加速等。另外， 执行这些运动功能时不需要处理器作额外的工作。 而且，通过免费的随机动作公用程序，使用者可以轻易的完成组态设定及环境诊断。 主要功能如下： 4 轴分别控制，可程 设 T S 曲线加速减速，线性及圆周内插，功能强大的位置管理，速度控制，位样式内插，连续内插，定速向量控制，位置控制，比对缓存器及软件极限开关，以外部信号驱动，输入输出信号，伺服马达回授信号，中断信号及实时监控 10。 动 控制 卡采用 线与 连接， 本系统中主要进行速度控制、位置控制、转矩控制。 其 工 作原理图如下图 4示：图 4 动控制卡工作原理图 动控制卡的引脚分布及其含义如下图 4下表 4示： 嵌入式微处理器 动控制卡 伺服电机驱动器 伺服电机 检测装置 执行单元 伺服反馈 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 4动控制卡引脚分布图 表 4动控制卡引脚对应含义表 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 服电机驱动器的选型 伺服电机驱动器概述 伺服 驱动器 也叫伺服 放大器 ，是用来 控制 伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达。 目前主流的伺服放大器均采用数字信号处理器（ 为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，事项数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（ 核心设计的驱 动电路 ,部集成了驱动电路 ,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路 ,在主回路中还加入软启动电路 ,以减小启动过程对驱动器的冲击。 功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦 压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是 过程。整流单元（ 要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。 伺服放大器一般可以采用位置、速度和力矩三种控制方式，主要 应用于高精度的定位系统，目前是传动技术的高端。 三菱伺服电机驱动器简介 本次机床测控系统的设计选用三菱通用 伺服 放大器。 三菱通用伺服 列是在 列基础上开发的性能更高、功能更丰富的交流伺服。控制模式有位置控制、速度控制和转矩控制三种。还可以选择位置 /速度切换控制，速度 /转矩切换控制和转矩 /位置切换控制。所以本伺服不但可以用于机床和普通工业机械的高精度定位和平滑的速度控制，还可以用于线控制和张力控制等，应用范围十分广泛。此外，本产品有 行通信功能，可以使用装有伺服设置软件的个人计算机，进行参数的设定、试运行、状态显示的监控和增益调整等。本产品的实时自动调整功能可以根据机械自动调整伺服的增益。 列伺服电机采用了分辨率为 262144 脉冲 /转的绝对位置编码器，与列相比，可以进行更高精度的控制。伺服放大器只需安装电池，就可以构成绝对位置检测系统。这样，只需进行一次原点设定，在电源开启和报警发生时就不再需要原点回归 8。 三菱伺服电机驱动器外观图及信号定义如下图 4示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 图 4 伺服电机驱动器外观图及信号定义 (1) 位置控制模式 可以使用最大 1高速脉冲串对电机的转动速度和方向进行控制，执行分辨率为262144 脉冲 /转的高精度定位。另外还提供了位置平滑功能，可以根据机械情况从两种模式中进行选择。当位置指令脉冲急剧变化时，可以实现更平稳的启动和停止。由于急剧加减速或过载产生的主电路过流会影响功率晶体管，所以伺服放大器采用了嵌位电路以限制转矩。转矩的限制可用通过外部模拟量输入或参数设置的方式调整。 (2) 速度控制模式 通过外部模拟速度指令 ( 10V)或 参数设置的内部速度指令 (最大 7 速 )，可对伺服电机的速度和方向进行高精度的平稳控制。另外，还具有用于速度指令的加减速时间常数设定功能、停止时的伺服锁定功能和用于外部模拟量速度指令的偏置自动调整功能。 (3) 转矩控制模式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 通过外部模拟量转矩输入指令 ( 8V)或参数设置的内部转矩指令可以控制伺服电机的输出转矩。具有速度限制功能（外部或内部设定），可以防止无负载时电机速度过高，本功能可用于张力控制等场合。 在本次四轴数控弯管机机床中， 弯曲旋转 C 轴 、 转料 B 轴 以及机头左右控制 X 轴 主要工作在位置模式，而 送料 Y 轴 则工作在位置和转矩两种模式下，通过程序对两种模式的转换控制来实现送料的过程。控制不同轴需要用到不同的私服驱动器和相对应的伺服电机， 各轴伺服驱动器和伺服电机的配合如下表 4示： 表 4 伺服驱动器和伺服电机的配合 控制轴 弯曲旋转 C 轴 送料 Y 轴 转料 B 轴 机头控制 X 轴 工作模式 位置模式 位置、转矩模式 位置模式 位置模式 伺服电机驱动器 服电机 明： 1、 伺服电机驱动器 700、 200、 100分别表示输出额定功率为 721 2、伺服电机必须配合相对应的伺服驱动器使用。 3、 702中 7表示电机额定 输出 功率为 7 2表示电机 额定 转速为 2000r/ 服电机的选型 伺服电机概述 伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输 出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降 。 伺服电机主要靠 伺服主要靠 脉冲 来定位， 伺服电机接收到 1 个脉冲，就会旋转 1 个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多 少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到 交流伺服电机概述 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 本次 系统 设计主要采用的 是 交流伺服电机 ， 交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似 。 其定子上装有两个位置互差 90 的绕组，一个是励磁绕组 始终接在交流电压 ；另一个是控制绕组 L，联接控制信号电压 以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。 交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械 特性，无 “ 自转 ” 现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式：一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅 了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子内放置固定的内定子 应迅速，而且运转平稳，因此被广泛采用。 交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。当有控 制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化，当控制电压的相位相反时，伺服电动机将反转。 伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的 U/V/W 三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 三菱伺服电机简介 由于系统采用 三菱伺服电机驱动器，故 系统的伺服电机需要与三菱伺服驱动器配合使用，电机配合 情况在以上伺服驱动器内容中已经提及，主要选用了三菱 列伺服电机，分别控制弯曲旋转 C 轴，送料 Y 轴和转料 B 轴机头控制X 轴 11。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 图 4 三菱伺服电机型号名称构成及其外观图 图 4 编码器接头信号排列 电源接头信号排列 制动器接头信号排列 旋转编码器的选型 旋转编码器概述 旋转编码器是用来测量转速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应 的电脉冲以数字量输出（ 它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组 A/0度的脉买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。编码器如以信号原理来分可分为增量脉冲编码器 :对脉冲编码器 :两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件 . 旋转编码器有 一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取 ,获得四组正弦波信号组合成