进给伺服系统PPT课件

1、。1，第4章进给伺服系统，概述伺服电机的典型进给伺服系统及其调速位置检测装置，2，4.1概述，4.1.1基本定义4.1.2伺服系统的基本要求4.1.3分类，3，4.1.1基本定义，伺服系统根据数控设备分类：进给伺服系统、主轴伺服系统给出的指令控制工作台的速度、位移或速度。4、进给伺服系统，构成伺服驱动电路的机械传动机构的执行元件，伺服驱动装置(电机)位置检测装置，5、4.1.2伺服系统的技术要求：位移精度控制的分辨率、位置精度、重复性精度和稳定性达到稳态值的时间越短，振荡后信号达到的稳态值与理论稳态值的差值越小越好。速度控制范围需要足够的速度控制范围来实现最佳的金属去除率。6、4.1.3分类，

2、根据是否有反馈回路，可分为开环、闭环和半闭环。根据驱动装置的不同，可分为步进电机驱动系统、DC电机驱动系统和交流电机驱动系统。7.开环和闭环。当开环负载改变时，速度也会改变，因此需要手动校正。结构简单，易于控制，精度差，低速不稳定，高速扭矩小，适用于轻负载和负载变化小的场合。闭环不间断比较系统输入和驱动输出全闭环半闭环，8、开环进给伺服系统、伺服驱动装置：步进电机、功率步进电机、电液脉冲电机位移精度取决于：步进电机的角位移精度、丝杠或齿轮丝杠等传动部件的螺距精度等。摩擦阻尼系统的特点：结构简单，用于精度要求低的机床。9、闭环和半闭环进给伺服系统，驱动装置：DC或交流伺服位移精度取决于：(1)检

3、测装置的分辨率和精度特性：(2)控制执行机构以给定速度消除；偏离方向的运动。步进电机及其调速、步进电机的结构和工作原理步进电机的特性参数步进电机开环进给和步进电机驱动的传动计算。11，步进电机的结构和工作原理，步进电机的控制原理：电脉冲信号角位移脉冲数位移脉冲频率速度缺点：容易失步(在重载和高速下)。12、步进电机的结构和工作原理，单三拍：AB C A双三拍：AB BC CA AB三相六拍：A AB B BC CA A。13、步进电机的驱动电路，环形分配器(ring distributor)的控制脉冲控制步进电机的励磁绕组按一定顺序开启和关闭硬件和软件功率放大器。14、功率放大器，15，步进电

4、机特性参数，步距角和误差，静态力矩角特性，最大起动转矩，最大起动频率，连续运行的最大工作频率，转矩频率特性，16，阶跃角和误差，阶跃角K:比例系数，对于两个相邻的激励具有相同的相数，K=1，否则K=2。m:定子相数z:转子齿数步长误差：一周内每个步长的最大误差，由制造精度、齿槽分布和气隙系数决定。错误不会累积，下周的错误分布与本周相同。嘿。17，静态力矩和角度特性，18，最大启动转矩，以及步进电机启动时能够承受的最大负载转矩Mq。如果大于Mq，电机不能启动。嘿。19，最高启动频率。当没有负载时，步进电机突然从静止状态启动，并进入稳定速度运行，而不会失去步进。最大允许启动频率fg。当启动和停止频

5、率fg时，步进电机不能正常运行。Fg与步进电机的惯性负载J有关，数控机床的加速度受fg的限制。20，连续运行的最高工作频率，以及步进电机在连续运行期间的最高可接受控制频率远远大于由启动频率和步进角度确定的执行元件的最大运动速度。嘿。21、转矩频率特性，负载转矩越大，工作频率越低，这符合实际加工需要。步进电机的规格应根据负载要求，参照高频输出转矩进行选择。22，步进电机开环进给的传动计算及电机的选择，传动计算：步距角I:齿轮传动链的传动比：脉冲当量T:滚珠丝杠。23、电机的选择原则、输出转矩、负载转矩的步距角与机械系统相匹配，从而获得机床所需的脉冲等效起动频率，这必须与机床传动系统的惯性相匹配。

6、最高工作频率必须满足机床快速性的要求。24，4.3 DC伺服电机及其调速系统，25、DC伺服电机调速，26，电机调速方法，改变电枢电压u，改变Ke，即改变磁通(改变励磁回路电阻Rj来改变励磁电流Ij)，调整电枢回路中串联的电阻Rt，此时，速度公式变为，27，大惯量伺服电机(永远大惯量的结构使其在长期过载运行中具有很大的热容量；低速、高扭矩、大惯性的结构可直接与机床进给螺杆连接；精密转速发生器、旋转变压器或脉冲编码器安装在电机轴上，因此可以获得精确的速度和位置检测信号，并反馈给速度控制单元和位置控制单元。大惯量DC伺服电机的控制不如步进电机简单、快速，响应性能不如小惯量电机，耐温性可达15020

7、0。转子温度高，热量通过转轴传递给丝杠。如果不采取措施，丝杠的热变形会影响传动精度，电机的电刷容易磨损，在维修中会出现一些问题。29，DC伺服电机的运行特性，30，DC伺服电机调速系统，可控硅调速系统的脉宽调制调速系统，31，DC伺服电机可控硅调速系统，32、脉宽调制控制图，通过改变脉宽来改变电枢电路的平均电压，达到电机调速的目的，34.脉宽调制电路C，任务：将速度指令电压信号转换成具有固定脉冲周期和宽度的脉冲电压，该宽度可以通过速度指令电压信号来调整和改变。组成：调制信号发生器(三角波或锯齿波)比较器脉冲分配器输出脉冲电压：base b1b4，35用于控制脉宽调制放大器、晶体管脉宽放大器。3

8、6，双极型脉宽调制变换器的工作原理，37，具有脉宽调制调速、高开关频率、低纹波系数和宽频带的特点，可在高峰值电流下工作。38，4.4交流伺服系统，含义：伺服系统采用交流电机分类：交流感应电机(异步):结构简单，容量大，价格低，一般用作主运动的驱动电路。交流同步电机(永磁):用于进给运动的驱动电机。39，永磁同步交流伺服电机，组成：40、交流伺服电机调速，根据电机知识，P磁极对数；s滑动率。交流伺服电机变频调速的关键是通过调频调压获得交流电流、41、交流伺服电机变频调速、42、正弦波脉宽调制信号、43、矢量变换控制原理，从而建立与交流电机等效的DC电机模型，获得与DC电机相同的优良控制性能。判据变换前后，用相同的旋转磁势(即产生相同的旋转磁场)测量A、B、C三相坐标系的交流，两相固定坐标系的D、Q交流，以及由转子磁场定向的MT直角坐标系的d C通量、44。电机控制比较，与DC电机和电机电磁转矩相关的主磁通和电枢电流Ia是分别控制励磁电流和电枢电流的两个独立变量。