数控机床的伺服驱动与监测讲义

数控机床的伺服驱动与监测第一节概述一、伺服系统的概念数控机床伺服系统是以机械位移为直节控制目标的自动控制系统，也可称为位置随动系统，简称为伺服系统。数控机床伺服系统主要有两种：一种是进给伺服系统，它控制机床各坐标轴的切削进给运动，以直线运动为主；另一种是主轴伺服系统，它控制主轴的切削运动，以旋转运动为主。本章只介绍第一种伺服系统。CNC装置是数控机床发布命令的“大脑”，而伺服驱动则为数控机床的“四肢”，是一种“执行机构”，它能夠准确的执行来自CNC装置的运动指令。驱动装置由驱动部件和速度控制单元组成。驱动部件由交流或直流电动机、位置监测元件及相关的机械传动和运动部件组成。伺服系统的控制方法主要分为开环、闭环和半闭环三种控制方法。它实际上是指伺服系统实现位置伺服控制的三种方式。开环控制只有从发出的位置指令输入到最后的位置输出的前向通道控制，而没有测量实际位置输出的反馈通道。由步进电动机直接驱动滚珠丝杆副的结构就是开环控制系统的实例。它的结构简单、调整维护方便、工作可靠、成本低，但每一指令脉冲的进给误差、传动链的误差间隙、导轨滑动时摩擦力的不均衡等造成的误差等最终都反映到实际位移中去，使得定位精度较低。此外，它的速度低，低速平稳性差，效率也较低。电机机械执行部件A相、B相C相、…f、nCNC插补指令脉冲频率f脉冲个数n换算脉冲环形分配变换功率放大如果在电动机轴或丝杆上安装一个旋转变压器反馈转角的变化，则系统变成了半闭环系统。这样，与开环系统相比，半闭环系统，提高了精度，但它检测的反馈信号来自于系统中某一个非最终输出的环节，使得系统无法对这一环节到最终控制目标之间的误差自动进行补偿。位置控制调节器速度控制调节与驱动检测与反馈单元位置控制单元速度控制单元++--电机机械执行部件CNC插补指令实际位置反馈实际速度反馈在前向控制通道的基础上在加上直接检测最终输出的反馈控制通道就形成了闭环控制的伺服系统。检测元件通常为直线感应同步器和光栅等直线行位检元件，安装在最终的移动目标工作台上。伺服驱动系统的性能在很大程度上决定了数控机床的性能。数控机床的最高移动速度，跟踪速度，定位精度等重要的指标都取决于伺服系统的动态和静态特性。它一直是数控机床研究的重要课题之一。位置控制调节器速度控制调节与驱动检测与反馈单元位置控制单元速度控制单元++--电机机械执行部件CNC插补指令实际位置反馈实际速度反馈二、进给伺服系统的要求数控机床完成各种不同的加工任务，对进给伺服系统的要求也不尽相同，可概括为以下几点要求。1.精度高伺服系统的精度是指输出量能复现输入量的精确程度。直接影响机的定位精度和重复定位精度，因而对零件的加工精度影响很大。精密加工的数控机床要求定位和轮廓切削精度都比较高，一般允许偏差在0.01~0.001mm之间，甚至到0.1um。2.调速范围宽调速范围Rn为Rn=nmax/nmin式中nmax、nmin——额定负载时的最高、最低转速，单位为r/min。对一般的数控机床而言，进给伺服系统的调速范围Rn为1:24000就足够了，即在1~24000mm/min调速范围内速度能够均衡、稳定、无爬行地工作。较为先进的机床可以获得更大的调速范围。3.快速响应为了保证轮廓切削形状精度和表面粗糙度，除了保证较高的定位精度外，还要求跟踪指令信号响应快，一般在200ms以内，甚至小于几十ms。4.低速大转矩切削加工的特点一般是在低速时进行重切削。为适应加工要求对伺服系统要求低速大转矩。系统具有这一特性，可以简化传动链，使传动装置机械结构得道简化系统刚性加强，使传动装置的动态质量和传动精度得到提高。4.高性能的伺服电动机伺服电动机是伺服系统的重要驱动元件。为满足上述要求，对伺服电动机的要求应该是：从最低速度到最高速度能平滑运转，具有大的、较长时间的过载能力、响应快，还要求能承受平凡的启动、制动和反转。进给驱动用的伺服电动机主要有步进电动机，直流和交流调速电动机。交流调速电动机是机床进给驱动的一个方向。自80年代中期开始，交流进给驱动得到了迅速的发展。今天，一些先进的国家几乎全部采用交流进给驱动。交流调速电动机是以异步电动机和永磁同步电动机为基础的交流电动机，而所采用的异步电动机多为批量生产的普通结构形式的异步电动机，可以预见，交流调速电动机将是最有发展前途的进给驱动装置。第二节步进电动机的驱动与应用步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的驱动元件。给一个电脉冲信号，步进电动机就回转一个固定的角度，称为一步，所以称为步进电动机。有由于它输入的是脉冲电流，也称为脉冲电动机。步进电动机具有精度高，惯性小的特点，对各种干扰因素不敏感，误差不会长期积累，转过360°以后其积累误差为“0”。它主要用于开环控制系统，使系统的结构简单、运行可靠，也可用于闭环控制系统。按励磁方式的不同，步进电动机可分为反应式、永磁式、感应式和混合式等。混合式步进电动机的结构和原理具有反应式和永磁式两种电动机的特点，在同样的励磁电流下，它可以产生更大的转矩。目前这种电动机以在数控机床等领域得到了广泛的应用。反应式步进电动机应用普遍，结构也简单，是我们分析的重点对向。一、步进电电动机的工工作原理图6-2所所示为反应应式步进电电动机的结结构原理图图。它的定定子和转子子铁心通常常由硅钢片片叠成。定定子上有A、B、C三对磁极极，在相对对应的磁极极上绕有A、B、C三向控制制绕组。假假设转子上上有四个齿齿，齿宽与与定子的极极靴宽相等等，相邻两两齿所对应应的空间角角度为齿距距角。齿距角Ot为Ot=360/Zr式中Zr——转子齿齿数。在图6-2所示的三三相(A、、B、C)步进电动动机中，Zr=4,齿距距角Ot=90。表6-1步步进电电动机步距距角精度分分级步距角1级精度2级精度θs<1.5+-25%+-25%1.5≤θs≤7.5+-15%+-25%7.5≤θs≤15+-5%+-10%步进电动机机的精度可可用步距角角的误差或或累积误差差衡量。累累积误差是是指转子从从任意位置置开始，经经过任意步步后，转子子的实际转转角与理论论转角之间间的最大值值。电动机机转一周，，其积累误误差应为零零，在一周周内积累误误差可大可可小，可正正可负。2、最大静静转矩Tmax与起动转矩矩Tq(1)最大大静转矩Tmax当定子一相相绕组通电电时，转子子在-Л到到Л之间任任何一个位位置停留，，当定子通通电后，转转子与定子子齿都会对对准，回到到初始平衡衡位置；所所以把空载载静稳定区区定为-ЛЛ到Л之间间。当转子受到到外力的作作用后，转转子齿要偏偏离初始位位置，这时时定转子之之间产生的的定子转矩矩用以克服服负载转矩矩，直到相相互平衡，，转子停在在一个心的的平衡点，，这时转子子齿所偏离离的角度成成为失调角角θe。这时，电电动机的静静态转矩与与失调角之之间关系接接近正弦变变化，称之之为矩角特特性（图6-5中下下图）。T=-Tm*sinθe当Θe=+-п/2时，T为最大静静转矩，它它表示步进进电动机所所能承受的的最大静态态转矩Tmax。显然，当转转子加上负负载后，其其负载静稳稳定区在-Л/2ＯＯ＜θ＜ЛЛ/2之间间。当转子子受到的负负载转矩是是脉动的情情况下，转转子的失调调角将随负负载变化而而变化，可可以看见转转子在作轻轻微的晃动动，这种现现象是正常常的，步矩矩角越小，，晃动范围围越小，对对数控系统统精度的影影响也就越越小。当多相通电电时，矩角角特性可由由单项矩角角特性以矢矢量和的方方式算出，，当绕组数数大于3时时，多相通通电多数能能提高静态态转矩（见见表6-2）。功率率较大的步步进电动机机多数采用用大于三相相的励磁绕绕组，而且且多相通电电。表6-2步步进电电动机多相相通电时的的转矩步进电动机相数

3

4

5同时通电相数121231231234合成转矩/Tmax

1111.4111.61.611.721.7(2)最大大起动转矩矩Tq图6-6表表示三相步步进电动机机的矩角特特性，图中中相连两个个矩角性的交点所所对应的电电磁转矩为为起动转矩矩Tq，它代表步步进电动机机单相励磁磁时所能代代动的极限限转矩。当当电动机所所带的负载载T1＜Tq时，A相通通电，转子子的平衡点点转到m处处，在此点点Tam﹦T1；当由A相相切换到B相时，B相在m点点的电磁转转矩Tbm>Tam，在电磁转转矩作用下下，转过一一个步矩角角到达新的的平衡位置置n，此时时，Tbn=T1。显然，如如果负载T1>Tq，A、B相相的切换无无法使转子子到达新的的平衡位置置n，而产产生“失步步“现象。。不同相数数的步进电电动机的起起动转矩不不同，一般般相数越多多，拍数越越多，则气气动转矩越越大。根据步进电电动机的相相数、拍数数选取起动动转矩，见见表6-3。表中Tmax为步进电动动机的最大大静转矩。。3、起动频频率和起动动特性起动频率是是指步进电电动机不失失步起动所所能施加的的最高控制制脉冲频率率。在电动动机空载情情况下，成成为空载起起动频率。。在有负载载情况下，，不失步起起动所允许许的最高频频率将大大大降低。例例如70BF3型步步进电动机机空载起动动频率是1400Hz，当负负载为最大大转矩Tmax的0.55倍时，起起动频率下下降到50Hz。表6-3步步进电电动机相数数、拍数、、最大负载载转矩表运行方式相数3456拍数3648510612Tq/Tmax0.50.8660.7070.7070.8090.9510.8660.866步进电动机机带一定负负载起动后后，连续缓缓慢提高脉脉冲频率直直到不丢步步运行的最最高频率称称为运行频频率。它比比起动频率率大得多。。因此步进进电动机常常采用升降降速控制，，起停时频频率降低，，正常运行行时，频率率升高。图图6-7表表示了负载载转矩与运运行频率的的关系。频率选择时时因满足下下式ft≥[fop](6-4)式中ft——步进电电动机极限限起动频率率；[fop]——要求求步进电动动机最高起起动频率。。4、连续运运行频率步进电动机机在实际应应用中一般般均处在连连续脉冲运运行状态，，控制脉冲冲的变化及及对它的影影响可分为为三个区段段：（1）脉冲冲频率极低低这时时电动机的的运行为连连续的单步步运动。一一般电动机机由一个稳稳定点变化化到另一个个稳定点时时，转子要要在新的稳稳定点附近近来回振荡荡若干次，，最后才稳稳定下来。。当输入的的脉冲时间间间隔大于于电动机振振荡衰减时时间时，第第二个脉冲冲还没到来来时，前一一次的脉冲冲已经完毕毕，转子处处在稳定位位置，其运运行过程如如图6-8a所示，，每一步都都和单步运运动一样。。这种状态态步进电动动机能够跟跟随输入脉脉冲可靠的的工作。（2）脉冲冲频率很高高这时时脉冲间隔隔短，在前前一步还没没有振荡结结束，后一一个脉冲就就已经来临临，使步进进电动机连连续平滑的的转动，转转速比较稳稳定，如图图6-8所所示。（3）低频频共振当当脉冲频频率介于及及低频和高高频之间，，容易接近近于电动机机本身的振振荡频率，，这时电动动机将产生生强烈振动动，甚至失失步无法工工作。这就就是步进电电动机低频频共振丢步步现象。一一般不允许许步进电动动机在共振振频率下运运行。为减减少这一共共振现象，，很多步进进电动机设设置了专门门的阻尼器器，消耗振振动能量，，限制振幅幅。5、应用举举例下面举一个个模拟工作作台的例子子。工作台台的纵向轴轴是导程P=1.25mm的的普通丝杆杆副，步进进电动机通通过一对降降速齿轮副副与丝杆连连接。设①①丝杆轴向向的负载Fa=500N；②最大大进给速度度vmax=0.8m/min；③脉冲冲当量δ=0.002mm/step；④传动动的总效率率是η0.255。。请选用步步进电动机机。设选用的徚徚进电动机机的步矩角角θs=0.75°/step（1）确定定步进电动动机的起动动力矩Tq当电动机在在起动力矩矩Tq作用下转一一个步矩角角θs时，所作的的功为WD=Tq*θs/360°2π工作台克服服负载Fa、位移δ所所做的功Wa=Fa*δ根据能量守守恒WDη=Wa得Tq=360°*δ*Fa/2*ππ*θs*η=360°*0.002*5000/2*3.14*0.75。*0.255N.mm=2997.3N.mm（2）确定定步进电动动机最大静静转矩Tmax为为满足最最小步矩要要求，电动动机选用三三相六拍工工方式，根根据表6-3得Tq/Tmax=0.866，则Tmax=299.73/0.866N.cm=346.11N.cm（3）确定定步进电动动机运行频频率fmax=1000*vmax/60*δ=1000*0.8/60*0.002Hz=6650Hz根据以上参参数选电动动机100BF003。它的的Tmax=800N.cm,θs=0.75°/1.5°fmax=7000。三、脉冲分分配由步进电动动机的工作作原理知，，要使电动动机正常的的一步一步步地运行，，控制脉冲冲必须按一一定的顺序序分别供给给电动机各各相，例如如三相单拍拍驱动方式式，供给脉脉冲的顺序序为A-B-C-A或A-C-A，也也可称为环环形脉冲分分配。脉冲冲分配有两两种方式：：一种是硬硬件脉冲分分配，另一一种是软件件分配，是是由计算机机的软件完完成的。1.脉冲分分配器脉冲分配器器可以用门门电路及逻逻辑电路构构成，提供供符合步进进电动机控控制指令所所需的顺序序脉冲。目目前已经有有很多可靠靠性高、尺尺寸小、使使用方便的的脉冲分配配器供选择择。按其电电路结构不不同可分为为TTL集集成电路和和CMOS集成电路路。目前市场提提供的国产产TTL脉脉冲分配器器有三相（（YBO13）、四四相（YBO14））、五相（（YBO15）和六六相（YBO16）），均为18个管脚脚的直插式式封装。CMOS集集成脉冲分分配器也有有不同型号号，例如CH250型用来驱驱动三相步步进电动机机，封装形形式为本16脚直插插式。这两种脉冲冲分配器的的工作方式式基本相同同，当各个个引脚连接接好之后，，主要通过过一个脉冲冲输入端，，控制步进进的速度；；一个输入入端控制电电动机的转转向；并有有与步进电电动机相数数相同数目目的输出端端分别控制制电动机的的各相。2.软件脉脉冲分配在计算机控控制的步进进电动机驱驱动系统中中，通常采采用软件的的方法实现现环形脉冲冲分配。图图6-9所所示是一个个8031单片机与与步进电动动机驱动电电路接口的的框图。P1口的三三个引脚经经过光电隔隔离/功率率放大后，，分别与电电动机的A、B、C三相连接接。当采用用三相六拍拍方式时，，电动机正正转的通常常顺序为A-AB-B-BC-C-CA-A；；电动机反反转的顺序序为A-AC-C-CB-B-BA-A。它们们的环形分分配如表6-4所示示。蛇P1的某口为为高电平时时，相应的的电动机相相通电。步序导电相工作状态数值（16进制）程序的数据表正转反转CBATAB

A00101HTAB0DB01HAB01103HDB03HB01002HDB02HBC11006HDB06HC10004HDB04HCA10105HTAB5DB05H把表中中的数数值按按顺序序存入入内存存的EPROM中，，并分分别设设定表表头的的地址址为TAB0。。计算算机的的P1口按按从表表头开开始逐逐步加加1的的顺序序变化化，电电动机机正相相旋转转，如如果按按从TAB5，，逐步步减1的顺顺序变变化，，电动动机则则反转转。图图6-10是控控制电电动机机方向向、速速度的的子程程序流流程图图和源源程序序。子程序序的如如口、、出口口如下下：入口：：R6：步步进电电动机机步数数；R5：：正反反转控控制，，R5=0时为为正，，R5>0或R5<0时时为反反；R7：：TAB数数据表表指针针。以上参参数在在主程程序中中给定定。出口：：R7：子子程序序结束束时电电动机机的状状态，，供下下次调调用时时参考考。源程序序如下下：SBU1：：MOVDPTR，，#TABAJMPREDO；；转移移去判判断正正反转转DRIVER：：MOV，R7；；驱驱动步步进电电动机机MOVA，··A+DPTRMOVP1，，AACALLDELAY；；调调延时时子程程序DJNZR6，REDO；；距距离不不为0转移移MOVR7，，A；；为0保存存指针针后返返回RETREDO：：CJNER5，，#00，，NON；；如为为反转转则转转移CJNER7，#05，L1；；正转转：指指针不不到数数组尾尾转移移MOVR7，，#00H；；否否则指指针清清零AJMPDRIVERL1：：INCR7；；指针针加1AJMPDRIVERNON：CJNER7，#00H，，L2；；反转转：指指针不不在数数组首首转移移MOVR7，，#05H；；否则则指针针置5AJMPDRIVERL2：：DECR7；；指指针减减1TAB：DB01H，03H，02H，06H，04H，05H这里省省略了了延时时子程程序，，通过过改变变延时时时间间的长长短来来控制制电动动机的的速度度。在在以计计算机机为控控制核核心的的经济济型数数控机机床中中采用用软件件进行行脉冲冲分配配已形形成趋趋势。。虽然然软件件脉冲冲分配配增加加了编编程的的复杂杂程度度，但但它省省去了了环形形脉冲冲分配配器，，系统统减少少了器器件，，降低低了成成本，，也提提高了了系统统的可可靠性性。四、驱驱动电电源及及速度度控制制环型脉脉冲分分配器器输出出的电电流很很小，，必需需经过过功率率放大大。过过去常常采用用高低低压驱驱动电电源，，现在在则多多采用用恒流流斩波波和调调频调调压等等形式式的驱驱动电电源。。1.高高低压压驱动动电源源随着频频率增增大，，步进进电动动机负负载能能力下下降，，如图图6-11所示示，当当某一一相绕绕组通通电时时，三三极管管VT1导导通，，绕组组已经经加上上电压压，但但是绕绕组中中的电电流是是按着着指数数规律律上升升，并并将电电源的的一部部分能能量转转换成成势能能存储储在绕绕组中中，电电流的的时间间常数数为Ti=Lm/R（（6-5）式中Lm———步步进电电动机机一相相绕组组的平平均电电感量量；R———通电电回路路的电电阻，，包括括绕组组电阻阻，功功率放放大器器输出出级的的内阻阻及串串联电电阻。。当绕组组断电电，存存储于于绕组组中的的势能能将以以直线线形式式释放放出来来，电电流按按指数数规律律下降降，其其时间间常数数为Tu=Lm/Rd(6-6)式中Rd———放放电回回路电电阻，，它包包括绕绕组，，续流流二级级管正正相电电阻等等这使得得绕组组中电电流只只能缓缓慢的的增加加和下下降，，即电电流波波形有有不陡陡的前前沿和和后沿沿。当当输入入频率率较低低时，，每相相绕组组通电电和断断电的的周期期T较较长，，电流流I的的波形形比较较接近近于理理想的的矩行行波，，如图图6-12a所所示。。当频频率升升高后后，周周期T缩短短，电电流I来不不及上上升到到稳定定值就就下降降，电电流的的幅值值降低低，各各相绕绕组电电流几几乎同同时存存在，，如图图6-12b致致使负负载能能力下下降，，严重重时不不能起起动。。为了了提高高步进进电动动机的的动态态特性性，必必须使使电流流波形形前后后沿更更陡些些。在单一一电压压型电电源中中，可可以在在绕组组回路路中串串联一一个电电阻R0，，这时时电动动机的的电流流增长长的时时间常常数变变小，，为Ti=Lm/R+Ro(6-7)这样，，电流流波形形的上上升沿沿变陡陡，消消耗了了一部部分功功率。。为了了使电电流波波形更更陡，，在电电阻Ro两两端并并联电电容C，由由于电电容上上的电电压不不能突突变，，在绕绕组通通电瞬瞬间相相当于于R0短路路，电电源电电压全全部加加在电电动机机控制制绕组组上，，电流流迅速速提高高。二二极管管VD及串串联电电阻R1形形成放放电回回路，，绕组组断电电速度度放慢慢，减减小电电动势势，保保护三三极管管VT1。。这种种驱动动电源源线路路简单单，供供放元元件小小，成成本低低，但但功耗耗大，，只适适用于于小功功率的的步进进电动动机。。为了了弥补补这些些缺点点，常常采用用高低低压切切换型型电源源。图6-13a所所示是是一个个高低低压切切换型型电源源的原原理图图，当当有输输入的的控制制型号号u后后，三三极管管VT1，，VT2的的基极极有电电压输输入，，使VT1和VT2导通通，在在高压压电源源u1的作作用下下，二二极管管VD1承承受反反相电电压，，使低低电压压源不不起作作用。。因此此，电电流I可以以迅速速上升升，当当到达达a点点时，，利用用定时时电路路使VT1截止止，这这时切切换为为低压压电源源u2起作作用，，此时时绕组组中的的电流流如图图6-13b中中ab短所所示。。这种种电源源的电电动机机绕组组不需需串联联电阻阻，电电源功功耗小小，电电流波波形得得到了了很大大改善善矩平平特性性很好好。起起动和和运行行频率率得到到较大大的提提高。。2.恒恒流斩斩波驱驱动电电源双电压压功放放电路路缺点点是在在高低低连接接处出出现谷谷点，，引起起力矩矩在谷谷点时时下降降，而而斩波波型功功放电电路克克服了了这一一缺点点，并并提高高二．塑塑料导导轨镶粘塑塑料导导轨，，已广广泛用用于数数控机机床上上，其其摩擦擦系数数小，，且动动、静静摩擦擦系数数差很很小，，能防防止低低速爬爬行现现象；；耐磨磨性，，抗撕撕伤能能力强强；加加工性性和化化学稳稳定性性好，，工艺艺简单单，成成本低低，并并有良良好的的自润润滑性性和抗抗震性性。塑塑料导导轨多多与铸铸铁导导轨或或淬硬硬钢导导轨相相配使使用。。1.塑塑料导导轨的的类型型及特特点近年来来国内内已研研制了了数十十种塑塑料基基体的的复合合材料料用于于机床床导轨轨，其其中比比较引引人注注目的的为应应用较较广的的填充充PTEE（聚聚四氟氟乙烯烯）软软带材材料，，例如如美国国霞板板（Shanban）公公司的的得尔尔塞（（Turcite-B））塑料料导轨轨软带带及我我国的的TSF软软带。。Turcite-B自自润滑滑复合合材料料是在在聚四四氟乙乙烯中中填充充50%的的青铜铜粉，，据称称还加加有二二硫化化钼、、玻璃璃纤维维和氧氧化物物制成成带状状复合合材料料。具具有优优异的的减磨磨、抗抗咬伤伤性能能，不不会损损坏配配合面面，吸吸振性性能好好，低低速无无爬行行，并并可在在干摩摩擦下下工作作。塑料导导轨软软带与与其他他导轨轨相比比，有有以下下特点点：1)摩摩擦擦系数数低而而稳定定比比铸铸铁导导轨副副低一一个数数量级级。2)动动、、静摩摩擦系系数相相近运运动平平稳性性和爬爬行性性能较较铸铁铁导轨轨副好好。3)吸吸收收振动动具具有有良好好的阻阻尼性性。4)耐耐磨磨性好好有有自自身润润滑作作用，，无润润滑油油也能能工作作。5)化化学学稳定定性好好耐耐磨磨、耐耐低温温，耐耐强酸酸、强强碱、、强氧氧化剂剂及各各种有有机溶溶液。。6)维维护护修理理方便便软软带带耐磨磨，损损坏后后更换换容易易。7)经济济性好结结构简单单，成本低低，约为滚滚动导轨成成本的1/20，为为三层复合合材料DU导轨成本本的1/4。2.Turcite-B塑料料软带的工工作特性贴塑导轨的的摩擦特性性如图图7-27所示的摩摩擦系数——速度特性性曲线可知知，其动、、静摩擦系系数相差很很小，而且且摩擦系数数—速度特特性曲线的的斜率是正正斜率，并并具有良好好的自润滑滑性，所以以在短油或或干摩擦下下也不致拉拉伤导轨面面。塑料导轨的的pv值pv值值是摩擦副副的重要技技术指标。。在设计机机床导轨尺尺寸时，应应根据滑动动速度v与与比压p之之值按图7-28所所示pv线线图选取，，使p与v的交点处处于曲线的的下方。如如满足不了了要求，可可加大导轨轨面积，以以降低比压压p值来满满足要求，，一般导轨轨的比压p=0.1Mpa~0.2Mpa。贴塑导轨的的承载能力力Turcite-B软软带的变形形小，在比比压p为14Mpa，温度为为50°C时其变形形不得超过过原有厚度度的5%。。在机床导导轨上使用用时，在任任何情况下下的变形率率都应低于于1%。因因此，在设设计机床导导轨尺寸时时应注意减减小导轨的的比压，以以获得较高高的运动精精度。此种种软带的厚厚度有0.8mm、、1.6mm及3.2mm等等几种。根根据承载变变形宜选用用厚度小的的规格，如如考虑到加加工余量，，一般选用用厚度为1.6mm(约1/16")为宜。贴塑导轨的的其他性能能Turcite-B软软带粘结剪剪切强度高高达7Mpa；弹性性模量小于于金属材料料，可防止止振动，减减少噪音；；导轨副的的磨损量小小，若采用用定时定量量润滑，可可进一步提提高导轨的的使用寿命命。3.塑料软软带的应用用及粘贴工工艺塑料导轨副副多为塑料料/金属。。塑料软带带一般粘贴贴在短的动动导轨上，，不受导轨轨形式的限限制，各种种组合形式式的滑动导导轨均可粘粘贴。粘贴贴工艺如下下：金属导轨平平面加工粘粘贴软软带的导轨轨面可刨或或可铣加工工成两边带带支边的表表面粗糙度度Ra25ηm～12.5ηηm的凹槽槽或平面，，槽边各留留3mm～～10mm宽的挡边边。槽深一一般可选软软带厚度的的1/2～～2/3。。如加工成成平面，要要在两边临临时粘接几几个等高垫垫块，防止止粘接软带带加压时移移位。胶层层固化后再再去掉垫块块。配对金金属导轨面面的粗糙度度要求Ra0.4ηηm～0.8ηm，，太大使软软带产生划划痕，太小小则不能形形成聚四乙乙稀转移移膜，会使使软带加快快磨损。对对磨导轨面面硬度要求求在25HRC以上上。软带切成形形及清洗粘粘接前前按导轨面面的几何尺尺寸将软带带切割成形形，适当考考虑工艺裕裕量。软带带表面需经经过处理，，先用各种种清洗剂包包括丙酮将将软带洗净净，在该牌牌号指定的的去处不可可粘性的溶溶液中按时时浸透，再再用丙酮和和水等清洗洗后干燥备备用。粘接及加工工粘接接时，将该该牌号软带带指定的胶胶粘剂按规规定工艺用用刮刀分别别涂布于软软带表面和和粘接软带带导轨面上上，使胶层层中央略高高于四周。。粘接层厚厚度0.1mm左右右，接触压压力为0.05Mpa～0.1MPa。粘贴好好之后，把把运动部件件翻转就位位扣压在静静导轨上，，利用运动动部件自身身重量或外外加一定重重量，使固固化压力达达0.1Mpa～0.15MPa。经经24h室室温固化，，将运动部部件吊起翻翻转，用小小木锤轻敲敲整条软带带。若敲打打时各处声声响音调一一致，说明明粘接质量量好。然后后检查动静静导轨的接接触精度，，让导轨副副对研或机机械加工，，并刮削到到接触面的的斑点符合合要求（着着色点面积积达50%以上）为为止。根据据设计要求求，可在软软带上开出出油槽，油油槽一般不不开穿软带带，宽度5mm左右右。并可用用仪器测出出软带导轨轨的实际摩摩擦系数。。贴塑导轨有有逐渐取代代滚动导轨轨的趋势，，不仅适用用于数控机机床，而且且还适用于于其他各种种类型机床床导轨，它它在旧机床床修理和数数控化改装装中可以减减少机床结结构的修改改，因而更更加扩大了了塑料导轨轨的应用领领域。三、交流伺伺服电动机机驱动简介介支流伺服电电动机具有有很多优点点，但它由由于装有电电刷和换向向片，尺寸寸较大且必必须定期维维修，特别别是受换向向器限制，，容量较小小，电枢电电压较低，，很多特性性参数随速速度而变化化，因而限限制了支流流伺服电动动机高速度度、大容量量的发展。。70年代以以来，随着着大规模集集成电路和和计算机控控制技术的的发展以及及现代控制制理论的应应用，特别别是矢量控控制技术的的应用，使使得交流伺伺服电动机机具备了调调速范围宽宽、稳速、、精度高、、动态响应应快以及良良好的技术术性能。目目前国外已已有系列化化的交流伺伺服电动机机，我国已已研制出此此种电动机机。交流伺服电电动机采用用了全封闭闭无刷构造造，不需要要定期检查查维修。定定子省去了了铸造件壳壳体，结构构紧凑，质质量小。定定子铁心较较一般电动动机开槽多多且深，绝绝缘可靠，，磁场均匀匀。可对定定子铁心直直接冷却，，散热效果果好，因而而传动机械械部分的热热量少，提提高了整个个系统的可可靠性。转转子采用具具有精密磁磁极形状的的永久磁铁铁，因而可可得到高的的转矩/惯惯量比。因因此交流伺伺服电动机机以其高性性能、大容容量得到了了广泛的应应用。交流伺服电电动机提高高其性能的的关键在于于解决对交交流电动机机的控制与与驱动，目目前采用的的是一种新新的控制方方法，利用用微机对交交流电动机机作矢量变变换控制。。第四节常常用位置检检测装置一、概述1.位置检检测装置的的要求在闭环数控控系统中，，必须利用用位置检测测装置把机机床运动部部件的实际际位移量随随时检测出出来，与给给定的控制制值进行比比较，从而而控制驱动动元件正确确运转，使使工作台（（或刀具））按规定的的轨迹和坐坐标移动。。因此，位位置检测装装置是数控控机床的关关键部件之之一，它对对于提高数数控机床的的加工精度度有决定性性的影响。。为此，对对