进给驱动系统的故障诊断与维修课件

进给驱动系统的故障诊断与维修1对伺服进给系统的要求2数控机床进给驱动系统的基本形式3步进驱动系统及故障分析4交流进给伺服驱动系统及故障分析进给驱动系统的故障诊断与维修1概述在自动控制中,把输岀量能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为随动系统,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。驱动系统与CNC的位置控制部分构成了位置伺服系统。数控驱动系统主要有两种,进给驱动和主轴驱动,进给驱动控制坐标的进给运动,主轴控制主轴旋转运动,所以驱动系统的性能在较大程度上决定着数控机床的性能,数控机床的最大移动速度、定位精度等指标主要取决于驱动系统及CNC位置控制部分的动态和静态性能。概述2同服系统是以动装置一电机为控制对象以控制器为按心,以电力电子功率变换装置为执行机构,在自动控理论的指导下延的电气传动自动控制系2]它包括同服北器和问服电机。数控机床同服系续的作用在于接受来自数控装置的指令信号,机床来移动部件随指令脉冲运动升保证动作的快速和性确,这就要求高质量的速度和位置同服数控机的度和速度等技术指标往王要取决于同服同服系统是以动装置一电机为控制对象以控制器为按心,以电力电子31对伺服进给系統的要求调速范围宽nn=nmin/nmax(1:5000100002.定位精度高3.有足够的传动刚性和高的速度稳定性4.快速响应,无超调为了保证生产率和加工质量,除了要求有较高的定位精度外,还要求有良好的快速响应特性,即要求跟踪指令信号的响应要快,因为数控系统在启动、制动时,要求加、减加速度足够大,缩短进绐系统的过渡过程时间,减小轮廓过渡误差1对伺服进给系統的要求45.低速大转矩,过载能力强般来说,伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力,在短时间内可以过载4~6倍而不损坏。可靠性高要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好,具有较强的温度湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。7.对电机的要求1)从最低速到最高速电机都能平稳运转,转矩波动要小,尤其在低速如0.1/min或更低速时,仍有平稳的速度而无爬行现象2)电机应具有大的较长时间的过载能力,以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4~6倍而不损坏。3)为了满足快速响应的要求,电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩,并具有尽可能小的时间常数和启动电压。4)电机应能承受频繁启、制动和反转。5.低速大转矩,过载能力强52数控机床进给驱动系统的基本形式数控机床所采用的伺服进给系统按控制系统的结构可以分为开环控制、闭环控制、半闭环控制以及混合控制4种无位置反馈裝置的伺服进给系统称为开环控制系统。使用步进电机(包括电液脉冲马达)作为伺服执行元件,是其最明显的特点。在开环控制系统中,数控裝置输出的脉冲,经过步进驱动器的环形分配器或脉冲分配软件的处理,在驱动电路中进行功率放大后控制步进电机,最终控制了步进电机的角位移。步进电机再经过减速装置(或直接连接)带动了丝杠旋转,通过丝杠将角位移转移。因此,控制步进电机的转角与转速,就可以间接控制移动部件的移动速度与位移量。如图51为开环控制驱动系统的结构原理图2数控机床进给驱动系统的基本形式6CNC脉冲环A相、B相脉冲频率!、n形分配脉冲个数n功率插补指令换算变换c相、…放大机械执行部件图5-1开环控钊伺服驱动系统的结构原理图CNC7装具貸效大料河眼电信号图52半闭环控詞系统结构原理图装具貸8二作太假信号图5-3全闭环控制系统结构原理图二作9采用开环控制系统的数控机床结构简单,制造成本低,但是由于系统对移动部件的实际位移量不进行检测,因此无法通过反馈自动进行误差检测和校正步进电机的步距角误差、齿轮与丝杠等部件的传动误差,最终都将影响被加工零件的精度;特別是在负载转矩超过电动机输出转矩时,将导致步进电机的“失步”使加工无法进因此,开环控制仅适用于加工精度要求不高,负载较轻且变化不大的简易、经济型数控机床上采用半闭环控制系统的数控杋床,电气控制与机槭传动间有明显的分界,因此调试维修与故障诊断较方便且杋槭部分的间隙摩擦死区刚度等非线性环节都在闭环以外,因此系统的稳定性较好伺服电机和光电编码器通常做成一体,电动杋和丝杠间可以直接联接或通过减速装置联接;位置检测单位和实际最小移动单位间的匹配,可以通过数控系统的参数(电子齿轮比)进行设置。它具有传动系统简单、结构紧凑、制造成本低、性能价格比高等特点,从而在数控机床上得到广泛应用。如图5-2为半闭环控制系统的结构原理图采用开环控制系统的数控机床结构简单,制造成本低,但是由于系统10进给驱动系统的故障诊断与维修课件11进给驱动系统的故障诊断与维修课件12进给驱动系统的故障诊断与维修课件13进给驱动系统的故障诊断与维修课件14进给驱动系统的故障诊断与维修课件15进给驱动系统的故障诊断与维修课件16进给驱动系统的故障诊断与维修课件17进给驱动系统的故障诊断与维修课件18进给驱动系统的故障诊断与维修课件19进给驱动系统的故障诊断与维修课件20进给驱动系统的故障诊断与维修课件21进给驱动系统的故障诊断与维修课件22进给驱动系统的故障诊断与维修课件23进给驱动系统的故障诊断与维修课件24进给驱动系统的故障诊断与维修课件25进给驱动系统的故障诊断与维修课件26进给驱动系统的故障诊断与维修课件27进给驱动系统的故障诊断与维修课件28进给驱动系统的故障诊断与维修课件29进给驱动系统的故障诊断与维修课件30进给驱动系统的故障诊断与维修课件31进给驱动系统的故障诊断与维修课件32进给驱动系统的故障诊断与维修课件33进给驱动系统的故障诊断与维修课件34进给驱动系统的故障诊断与维修课件35进给驱动系统的故障诊断与维修课件36进给驱动系统的故障诊断与维修课件37进给驱动系统的故障诊断与维修课件38进给驱动系统的故障诊断与维修课件39进给驱动系统的故障诊断与维修课件40进给驱动系统的故障诊断与维修课件41进给驱动系统的故障诊断与维修课件42进给驱动系统的故障诊断与维修课件43进给驱动系统的故障诊断与维修课件44进给驱动系统的故障诊断与维修课件45进给驱动系统的故障诊断与维修课件46进给驱动系统的故障诊断与维修课件47进给驱动系统的故障诊断与维修课件48进给驱动系统的故障诊断与维修课件49进给驱动系统的故障诊断与维修课件50进给驱动系统的故障诊断与维修课件51进给驱动系统的故障诊断与维修课件52进给驱动系统的故障诊断与维修课件53进给驱动系统的故障诊断与维修课件54进给驱动系统的故障诊断与维修课件55进给驱动系统的故障诊断与维修课件56进给驱动系统的故障诊断与维修课件57进给驱动系统的故障诊断与维修课件58进给驱动系统的故障诊断与维修课件59进给驱动系统的故障诊断与维修课件60进给驱动系统的故障诊断与维修课件61进给驱动系统的故障诊断与维修课件62进给驱动系统的故障诊断与维修课件63进给驱动系统的故障诊断与维修课件64进给驱动系统的故障诊断与维修课件65进给驱动系统的故障诊断与维修课件66进给驱动系统的故障诊断与维修课件67进给驱动系统的故障诊断与维修课件68进给驱动系统的故障诊断与维修课件69进给驱动系统的故障诊断与维修课件70进给驱动系统的故障诊断与维修课件71进给驱动系统的故障诊断与维修课件72进给驱动系统的故障诊断与维修课件73进给驱动系统的故障诊断与维修课件74进给驱动系统的故障诊断与维修课件75进给驱动系统的故障诊断与维修课件76进给驱动系统的故障诊断与维修1对伺服进给系统的要求2数控机床进给驱动系统的基本形式3步进驱动系统及故障分析4交流进给伺服驱动系统及故障分析进给驱动系统的故障诊断与维修77概述在自动控制中,把输岀量能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为随动系统,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。驱动系统与CNC的位置控制部分构成了位置伺服系统。数控驱动系统主要有两种,进给驱动和主轴驱动,进给驱动控制坐标的进给运动,主轴控制主轴旋转运动,所以驱动系统的性能在较大程度上决定着数控机床的性能,数控机床的最大移动速度、定位精度等指标主要取决于驱动系统及CNC位置控制部分的动态和静态性能。概述78同服系统是以动装置一电机为控制对象以控制器为按心,以电力电子功率变换装置为执行机构,在自动控理论的指导下延的电气传动自动控制系2]它包括同服北器和问服电机。数控机床同服系续的作用在于接受来自数控装置的指令信号,机床来移动部件随指令脉冲运动升保证动作的快速和性确,这就要求高质量的速度和位置同服数控机的度和速度等技术指标往王要取决于同服同服系统是以动装置一电机为控制对象以控制器为按心,以电力电子791对伺服进给系統的要求调速范围宽nn=nmin/nmax(1:5000100002.定位精度高3.有足够的传动刚性和高的速度稳定性4.快速响应,无超调为了保证生产率和加工质量,除了要求有较高的定位精度外,还要求有良好的快速响应特性,即要求跟踪指令信号的响应要快,因为数控系统在启动、制动时,要求加、减加速度足够大,缩短进绐系统的过渡过程时间,减小轮廓过渡误差1对伺服进给系統的要求805.低速大转矩,过载能力强般来说,伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力,在短时间内可以过载4~6倍而不损坏。可靠性高要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好,具有较强的温度湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。7.对电机的要求1)从最低速到最高速电机都能平稳运转,转矩波动要小,尤其在低速如0.1/min或更低速时,仍有平稳的速度而无爬行现象2)电机应具有大的较长时间的过载能力,以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4~6倍而不损坏。3)为了满足快速响应的要求,电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩,并具有尽可能小的时间常数和启动电压。4)电机应能承受频繁启、制动和反转。5.低速大转矩,过载能力强812数控机床进给驱动系统的基本形式数控机床所采用的伺服进给系统按控制系统的结构可以分为开环控制、闭环控制、半闭环控制以及混合控制4种无位置反馈裝置的伺服进给系统称为开环控制系统。使用步进电机(包括电液脉冲马达)作为伺服执行元件,是其最明显的特点。在开环控制系统中,数控裝置输出的脉冲,经过步进驱动器的环形分配器或脉冲分配软件的处理,在驱动电路中进行功率放大后控制步进电机,最终控制了步进电机的角位移。步进电机再经过减速装置(或直接连接)带动了丝杠旋转,通过丝杠将角位移转移。因此,控制步进电机的转角与转速,就可以间接控制移动部件的移动速度与位移量。如图51为开环控制驱动系统的结构原理图2数控机床进给驱动系统的基本形式82CNC脉冲环A相、B相脉冲频率!、n形分配脉冲个数n功率插补指令换算变换c相、…放大机械执行部件图5-1开环控钊伺服驱动系统的结构原理图CNC83装具貸效大料河眼电信号图52半闭环控詞系统结构原理图装具貸84二作太假信号图5-3全闭环控制系统结构原理图二作85采用开环控制系统的数控机床结构简单,制造成本低,但是由于系统对移动部件的实际位移量不进行检测,因此无法通过反馈自动进行误差检测和校正步进电机的步距角误差、齿轮与丝杠等部件的传动误差,最终都将影响被加工零件的精度;特別是在负载转矩超过电动机输出转矩时,将导致步进电机的“失步”使加工无法进因此,开环控制仅适用于加工精度要求不高,负载较轻且变化不大的简易、经济型数控机床上采用半闭环控制系统的数控杋床,电气控制与机槭传动间有明显的分界,因此调试维修与故障诊断较方便且杋槭部分的间隙摩擦死区刚度等非线性环节都在闭环以外,因此系统的稳定性较好伺服电机和光电编码器通常做成一体,电动杋和丝杠间可以直接联接或通过减速装置联接;位置检测单位和实际最小移动单位间的匹配,可以通过数控系统的参数(电子齿轮比)进行设置。它具有传动系统简单、结构紧凑、制造成本低、性能价格比高等特点,从而在数控机床上得到广泛应用。如图5-2为半闭环控制系统的结构原理图采用开环控制系统的数控机床结构简单,制造成本低,但是由于系统86进给驱动系统的故障诊断与维修课件87进给驱动系统的故障诊断与维修课件88进给驱动系统的故障诊断与维修课件89进给驱动系统的故障诊断与维修课件90进给驱动系统的故障诊断与维修课件91进给驱动系统的故障诊断与维修课件92进给驱动系统的故障诊断与维修课件93进给驱动系统的故障诊断与维修课件94进给驱动系统的故障诊断与维修课件95进给驱动系统的故障诊断与维修课件96进给驱动系统的故障诊断与维修课件97进给驱动系统的故障诊断与维修课件98进给驱动系统的故障诊断与维修课件99进给驱动系统的故障诊断与维修课件100进给驱动系统的故障诊断与维修课件101进给驱动系统的故障诊断与维修课件102进给驱动系统的故障诊断与维修课件103进给驱动系统的故障诊断与维修课件104进给驱动系统的故障诊断与维修课件105进给驱动系统的故障诊断与维修课件106进给驱动系统的故障诊断与维修课件107进给驱动系统的故障诊断与维修课件108进给驱动系统的故障诊断与维修课件109进给驱动系统的故障诊断与维修课件110进给驱动系统的故障诊断与维修课件111进给驱动系统的故障诊断与维修课件112进给驱动系统的故障诊断与维修课件113进给驱动系统的故障诊断与维修课件114进给驱动系统的故障诊断与维修课件115进给驱动系统的故障诊断与维修课件116进给驱动系统的故障诊断与维修课件117进给驱动系统的故障诊断与维修课件118进给驱动系统的故障诊断与维修课件119进给驱动系统的故障诊断与维修课件12