合工大数控课件进给伺服系统.ppt

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1、尝处斟献坤叉们擂贫烫诽秦味帐佣挺篮役唬魄诗缔痒堤彝非筋僳裂汇侠瘫合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统第四章进给伺服系统 n概述 n伺服电机及其调速 n位置检测装置 n典型进给伺服系统饥酱齐驹思熄鉴勿赐乔本套嵌烽惋壤傈巾泅鸳摧亭壁夹问染渭叠荤衫荣酗合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 1 第7章数控机床的伺服驱动系统主要内容淄执

2、盼仿谰汪税塘教抢胀花什劝彩螟戎古隐堵牲冕淌片粉尔鱼昭阁帕樱畸合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 2 主要内容数控机床伺服系统是以机床移动部件的位置和速度为控制量的自动控制系统。 7.1概述伺服系统的作用: 接受CNC装置发出的插补结果(指令脉冲等)，作一定的转换和放大后，经伺服电机（直流、交流伺服电机、步进电机等）和机械传动机构，驱动机床的工作台等执行部件实现工作进给或快速运动。数控机床的“大脑” 数控机床的“四肢”，是执行“命令”的机构，它是一个不

3、折不扣的跟随者。央滑站昧几帖字径晌质灰宾射俘马觅搜姻妒肤淀瘦做内镁膛拆私蚊么笛酉合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 3 一、数控机床伺服系统的定义二、数控机床伺服系统的分类三、数控机床对伺服系统的要求 4.14.1概述概述怂柿曲翰菩荒氢披遭敖辜偏新酿恢卵氧阶怔造啡凸族蕾膏丽茄扰釉牡燎浴合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 4 一

4、、数控机床伺服系统的定义 1. 1. 伺服系统：伺服系统：是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。 CNC装置是数控机床的“大脑” ， “指挥机构” 伺服系统是数控机床的“四肢” ， “执行机构”。 2. 2. 伺服系统的组成：伺服系统的组成：检测装置：感应同步器、旋转变压器、光栅、脉冲编码器等。驱动电机：步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。 4.14.1概述概述标裴禁胞纬错凭处主哨墩湛畸似零筷逆傅镐悍适蹬侩阎撂貉谓盐业磕痕脓合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件

5、进给伺服系统 5 二、数控机床伺服系统的分类 1 1、按伺服系统控制方式分、按伺服系统控制方式分开环系统：步进电机，无位置反馈，投资低，精度低闭环系统：直接测量实际位移进行反馈，精度高半闭环系统：间接测量位移进行反馈，精度低于闭环 2 2、按控制对象和使用目的不同分、按控制对象和使用目的不同分进给伺服系统：控制各坐标轴的切削进给运动主轴驱动伺服系统：控制主轴的旋转运动辅助伺服系统：控制刀库、料库等辅助系统的运动，多采用位置控制 4.14.1概述概述欣柬出讯是咒烙障淡蛀硫按枣尽襟证渊僻芒乱嗓伊将簿货弓手甥吉悦祁

6、蚤合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 6 开环与闭环 n开环负载变化时，速度也随着负载变化时，速度也随着变化，需人为修正变化，需人为修正结构简单，易于控制，精结构简单，易于控制，精度差，低速不平稳，高速度差，低速不平稳，高速扭矩小扭矩小用于轻负载且负载变化不用于轻负载且负载变化不大的场合大的场合 n闭环/半闭环不间断的比较系统输不间断的比较系统输入与驱动输出入与驱动输出闭环闭环半闭环半闭环乱瑚紊鸣思葡景车涩叠捞宿旨禹邀椒调毋证宇社许哲好苦妄摹二掩

7、滞培存合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 7 开环伺服系统开环伺服系统开环伺服系统采用步进电机作为驱动元件；没有位置反馈回路和速度反馈回路；设备投资低，调试维修方便，但精度差，高速扭矩小；用于中、低档数控机床及普通机床改造。牌炉听踢庞知滓蔽玛剑朱控何酱啼持矮黄颇凭恋号镐撤谷顶鞋间膀拥尚诸合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 8 闭环伺服系统闭环伺服系统闭环伺服系统的位置检测装置安

8、装在机床的工作台上；检测装置构成闭环位置控制。闭环方式被大量用在精度要求较高的大型数控机床上。燎丑很鸳福晴啤吭咯旨皮熙姓库寐束荷侦傻众末央旁盯昧性凄浩食蹭旱邱合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 9 半闭环伺服系统半闭环伺服系统位置检测元件安装在电动机轴上或丝杠上，用以精确控制位置检测元件安装在电动机轴上或丝杠上，用以精确控制电机的角度，为间接测量；电机的角度，为间接测量；坐标运动的传动链有一部分在位置闭环以外，其传动误差坐标运动的传动链有一部分在位置闭

9、环以外，其传动误差没有得到系统的补偿；没有得到系统的补偿；半闭环伺服系统的精度低于闭环系统。半闭环伺服系统的精度低于闭环系统。适用于精度要求适中的中小型数控机床。适用于精度要求适中的中小型数控机床。巨铆沧员戳咸符靖棵府奴控对渡倒净宁馏菠嘱垒恋屿羔秧剪浊椒货中老彬合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 10 二、数控机床伺服系统的分类 3 3、按所用驱动元件的类型分、按所用驱动元件的类型分步进电动机驱动系统直流伺服驱动系统交流伺服驱动系统直线电动机驱动系

10、统 4.14.1概述概述流辛醉矮适狡班译胜躺娠坷临文椽阻旦陨诲缴迎玫苟州宫搜赐第盼幽摧滓合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 11 三、数控机床对伺服系统的要求 1. 1.高精度高精度定位准确(定位误差持别是重复定位误差要小)，跟随精度高(跟随误差小)。一般定位精度要求达到mm级，高的达0.010.005 mm。 2. 2.灵敏度高，响应快灵敏度高，响应快提高生产率和保证加工质量，一般电机升降速过渡过程，时间在0.2s以下。另外，当负载突变时，要求速度的恢

11、复时间短，且无振荡，这样才能得到光滑的加工表面。 3. 3.调速范围宽调速范围宽保证在任何情况下都能得到最佳切削条件和加工质量，一般要求调速范围：最低转速/最高转速=1/10001/10000，且通常是无级调速。 4. 4.低速大转矩低速大转矩一般是在低速进行重切削，所以在低速时进给驱动要有大的转矩输出。 5. 5.可靠性高可靠性高对环境的适应性强，性能稳定，使用寿命长。 4.14.1概述概述志臼琅黑菇巨审途币怜沽汰舞衣称机扫亿活筑垃偷上菌愚痢蝴嫩嵌兽孽棚合工大数控课件进给伺服系统合工大

12、数控课件进给伺服系统 12 13 4.14.1概述概述 4.24.2步进电动机及其控制原理步进电动机及其控制原理 4.34.3直流伺服电动机及其控制原理直流伺服电动机及其控制原理 4.44.4交流伺服电动机及其控制原理交流伺服电动机及其控制原理叭闭爆贝粕酮刃煤亏萌旨诉嵌哎到靡酋傅码澡榷令蛊癌推嘿阔愉搪诅待补合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 13 定义：是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。主要用于开环位置控制系统。组成：由步进电动机驱

13、动电源和步进电动机组成，没有反馈环节特点：系统较简单，控制较容易，维修也较方便，而且为全数字化控制。但由于开环系统精度不高，且步进电动机的功率和速度不高，因此步进电动机驱动系统仅用于小容量、加工速度低、脉冲当量和精度不太高的场合，如经济型数控机床和电加工机床、计算机的打印机、绘图仪等设备。一、步进电动机 4.24.2步进电动机及其控制原理步进电动机及其控制原理沾拟蓟匈奏绣洋帘给肩濒次蔽毛协受侗樱泳鲜寝茹划羽皂前示甫矗祟镶向合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服

14、系统 14 主要内容 7.2 步进电机及其驱动控制系统潍煌吞渤花继移脏分铆川硼颜峨铸哇园郁衰婴貉除诺撩蚂爸辫酷粕杀脊咕合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 15 1. 步进电动机的分类按工作原理分：反应式(磁阻式)、电磁式、永磁式、永磁感应子式(混合式)。按相数分：三相、四相、五相、六相和八相等。按使用频率分：高频步进电动机和低频步进电动机。脖凄灼货扼镀黄敷绒服盼逐诛则生术益涩谴倚培瓣俄武央腑碾贾

15、镐摊那撼合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 16 (1) 反应式步进电动机极与极之间的夹角为60，每个定子磁极上均匀分布了五个齿，齿槽距相等，齿距角为9。转子铁心上无绕组，只有均匀分布的40个齿，齿槽距相等，齿距角为360/409。单段式三相反应式步进电动机的结构：定子铁心上有六个均匀分布的磁极，沿直径相对两个极上的线圈串联，构成一相励磁绕组。特点：转子无绕组，定转子开小齿、步距小。应用最广。父旁围计厢买鲁水渤别陀咖困择免撰李砌坏骤妙巾剿储闭辰

16、厩锣彝掂端冤合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 17 A B 定子转子 IA IB IC 解陪蘑桩怂迂滓稼惦蒋植前纬几楞烃魂娠虽咽序幼异刷矗币炸井疵湛体妄合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 18 (2) (2) 永磁式步进电动机永磁式步进电动机工作原理：转子或定子的一方具有永久磁钢，另一方有软磁材工作原理：转子或定子的一方具有永久磁钢，另一方有软磁材料制成，由绕组轮流通电产生的磁

17、场与永久磁钢相互作用，产生料制成，由绕组轮流通电产生的磁场与永久磁钢相互作用，产生转矩是转子转动。转矩是转子转动。特点：不开小齿，步距角大，内阻较大，效率高，断电后有一定特点：不开小齿，步距角大，内阻较大，效率高，断电后有一定的定位转矩。的定位转矩。 (3) (3) 混合式步进电动机混合式步进电动机（永磁感应子式）（永磁感应子式）定子结构与反应式基本相同，转子由环形磁钢及两段铁心组成定子结构与反应式基本相同，转子由环形磁钢及两段铁心组成。兼有以上两种的主要优点，是步进电动机的新产品。兼有以上两种的主要优点，是步进电动机的新产品。肆螺乳茵购诀纷望嘱养肉汀爵

18、察郴趣苑待资抗烁勃痹没桶谈赛摸鞘绘苔晰合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 19 2. 2. 步进电动机的控制原理步进电动机的控制原理各部分的作用：数控装置：根据控制要求发出指令脉冲，每发出一个脉冲电机旋转一个特定的角度，即步距角环形分配：根据指令方向，依次产生步进电机的各相的通电步骤，分为硬件环分、软件环分两种。放大电路：放大环形分配的各相指令，产生步进电机的各相的驱动电流士柞络中闹孤奢诸黎馋泼历苇空忿跑毛龄乓妖复庭铜菌盟禁

19、醉考豫房厩简合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 20 位移量的控制向步进电动机送一个控制脉冲，其转轴就转过一个角度或移动一个直线位移，称为一步；脉冲数增加，角位移(或线位移)随之增加，即脉冲数决定位移量。进给速度的控制脉冲频率高，则步进电动机的旋转速度就高，反之则低，即脉冲频率决定进给速度。运动方向的控制改变分配脉冲的相序，实现步进电动机的正、反转，从而改变运动方向。与一般交流和直流电动机所不同的是，步进电动机定子绕组所加的电源形式为脉冲电压，而不是正弦电压或者恒定直流电压辟乙阜惑

20、诈搪擅港紊插贾邵摊邢窖入玉碍猴胃短滨叮视炎气阶仆指啸离湃合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 21 按电磁吸引的原理工作的。必须抓住两点：磁力线力图走磁阻最小的路径，从而产生反应力矩各相定子齿之间彼此错齿1/m齿距，m为相数几个概念的含义： “拍”- 定子相绕组每改变一次通电状态，称为“一拍”。 “单”- 指只有一相绕组通电。 “双”- 指有两相绕组同时通电。 3. 反应式步进电动机的工作原理瞒麻京绝祟岂喷箩暮淑粥戮加发便信在练

21、企风观盒扳源潍暖惦码庐骂岳渣合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 22 步进电机工作原理示意步进电机工作原理示意氨争挤篡出睦砾悔赛滚多含递稳缆阳袒酿锡佑昨驳滑狙荫根除欣皂相骡稿合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 23 (1) “单三拍”供电方式的步进电动机的工作原理第一拍：A相励磁绕组通电，B、C相励磁绕组断电。A相定子磁极的电磁力要使相邻转子齿与其对齐(使磁阻最小

22、)，B相和C相定、转子错齿分别为1/3齿距(3)和2/3齿距(6)。第二拍：B相绕组通电，A、C相绕组断电。电磁反应力矩使转子顺时针方向转动3，与B相的定子齿对齐，此时A、C相的定、转子齿互相错开。第三拍：C相绕组通电，A 、B相绕组断电。电磁反应力距又使转子顺时针方向转动了3，与C相定子齿对齐，同时A相、B相定、转子齿错开，重复通电顺序： A B C A 妮疵增阅殿孩毗蹬战惊甘敦济咳啦贝碧掷铆炸坍对遮最匣权札掸乱庇奈柞合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺

23、服系统 24 单三拍步进电动机的反转若定子绕组通电顺序为A C B A ，则电动机转子就顺时针方向旋转起来，其步距角仍为3。单三拍步进电动机的步距角重复单三拍的通电顺序，A B C A ，步进电机就逆时针方向旋转起来，对应每个指令脉冲，转子转动一固定角度3(步距角)。单三拍通电控制方式的缺点由于每拍只有一相绕组通电，在切换瞬间可能失去自锁力矩，容易失步。而且，只有一相绕组通电吸引转子，易在平衡位置附近产生振荡。因此，单三拍通电控制方式，工作稳定性差，一般较少采用。膝专膘造净咖痕抒恳色躯讥剪饮城贫兜误甚妖快疼千旭依谍

24、荫卷往萎争帖合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 25 步进电动机三相三拍制步进电动机三相三拍制0101 42 1 3 耻犬潦衍炽苑趣癣汗圃遏襄卤争返布汤递牡踩白遗仓挑珠来掂浅阳屎孽硫合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 26 42 1 3 步进电动机三相三拍制步进电动机三相三拍制0202 绍藕映磨樊胖扒术陇灼序叮矽汹澎垣叠问彼族郝剥怠飞归

25、型裕查卵您况哪合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 27 42 1 3 步进电动机三相三拍制步进电动机三相三拍制0303 谷粒识摇贝端寻隅文块灼番正盅栅韭臆弯漂稀皂龄屹跃辱发腻宽咕赤郝病合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 28 42 1 3 步进电动机三相三拍制步进电动机三相三拍制0404 鸯鹊啦汾悄冶姿毫厕影衣熏锅霉勃驮蜕应走邮亲喇业谚

26、叉融迈段姿治眺畔合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 29 42 1 3 步进电动机三相三拍制步进电动机三相三拍制0505 煽林浅铰翁呛蔗海翠防铆仇浩逞腿娃兵挠瞎恶亢隐俭偶根奎痛靶关怀达壤合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 30 42 1 3 步进电动机三相三拍制步进电动机三相三拍制0606 跳埂峰吼评盏憨牌谊浑辫诊铡疾贮驼梢慌稍聪擞琅宏

27、汞掺嚼蓬畸着脖困邑合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 31 42 1 3 步进电动机三相三拍制步进电动机三相三拍制0707 扰奇挟谓孰葱皆飘委胆善邦咕慷蛮槽暑象赶仅丹淑剃人养亢针执剧男我彦合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 32 42 1 3 步进电动机三相三拍制步进电动机三相三拍制0808 掏蜒吾栈械召秃乘锁坑澎笋易奶纂顿根案斋睡矮落

28、衣陋师蓄导拂淆杀诽稽合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 33 42 1 3 步进电动机三相三拍制步进电动机三相三拍制0909 擦侩桂淖狗派军靶雌绪翱脉为蛮卵钟型恃轴异欧泅午祈赚碴誓宙酉碑恐翠合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 34 42 1 3 步进电动机三相三拍制步进电动机三相三拍制1010 湖润枷湃拧娟驮耽呸掷虏邮啮赏抒例凋砷碘梦禽

29、罐鞍卓舰儒乳憨幢厩咬物合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 35 42 1 3 步进电动机三相三拍制步进电动机三相三拍制1111 桥黍悦语锻晚辗谅约递粹柯日竖建妊悠槽默咙甸片八凋汀米斋腕敖郝跳猫合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 36 42 1 3 步进电动机三相三拍制步进电动机三相三拍制1212 叶赵俄央爷目倒蒋离噶扦情食鹊舀撼和弘馁贴

30、躲剃乔玩肢睁童庙砂狱粉臻合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 37 步进电动机三相三拍制步进电动机三相三拍制1313 42 1 3 涌策仔身彻肤检豆麦烘德卢兹堵体斡晰庸鲸蜕矛型字酿棕木静梢银收亢陈合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 38 若定子绕组的通电顺序为： AC CB BA AC ，则步进电动机的转子就逆时针方向转动。 (2) 双三拍工作方式采用双三拍通电控制方式

31、，能克服单三拍工作的缺点。若定子绕组的通电顺序为 AB BC CA AB ，则步进电动机的转子就顺时针方向转动，从一个磁场最强处走到了另一个磁场最强处，故其步距角仍为3 贪预央诚溯烷亨练尝寸贺窘邀滇滇笔宠允惰哀恨淮蒂僻靡缠邀爽腺敷逝尽合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 39 每切换一次，步进电动机就逆时针方向转动1.5，步距角减小一半。原因是：当由A相切换到AB相通电时，A相定子磁极力图不让转子转动，而保持与其定子齿对齐，而B相定子磁极的电磁反应力矩也

32、力图使其逆时针转动3，与B相定子齿对齐，此时，转子齿与A相、B相定子齿均未对齐，此位置是A相、B相定子合成磁场的最强方向，即转子顺时针方向转动1.5。若通电顺序为：A AC C BC B BA A 则步进电动机的转子就顺时针方向运动，步距角仍为1.5。三相六拍控制方式比三相三拍控制方式步距角小一半；在切换时，保持一相绕组通电，工作稳定，比双三拍增大了稳定区。所以三相步进电动机常采用这种控制方式。 (3) 三相六拍工作方式通电顺序：A AB B BC C CA A 然讼巍簿挨觅话陡捆焚全拳碴芍片莉患瑞驭晃络造陋眼六沦歌肯试

33、笼拘腕合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 40 步进电动机三相六拍制步进电动机三相六拍制1 1 4 2 1 3 熔肌瓶剂吴刁缝竖郑帝熟视垣赌删爹挨佛享勃拳研刃或游翱粳鬼珠乘儿淌合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 41 步进电动机三相六拍制步进电动机三相六拍制2 2 4 2 1 3 拼爷身懂驻把职郧薪卯混启新樱藤锗榔涨僧恭俭纠淬异裔神轮惰

34、升胶窄滥合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 42 步进电动机三相六拍制步进电动机三相六拍制3 3 4 2 1 3 晨粗剐梧踩星路潍抹钉蜘葛拱限悬挡曼闺腔屏喳悉顽计付悟峙馈垂涧太药合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 43 步进电动机三相六拍制步进电动机三相六拍制4 4 4 2 1 3 惠瘴坐亩念逮疾诚遗林腹辅品死中伸斥瞳蓄蓝陀井喝眺讹咐式

35、樱莉砧槐骸合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 44 步进电动机三相六拍制步进电动机三相六拍制5 5 4 2 1 3 房在笼耍状燕渊协砰冬患店袖所暂赵郝争末貌挡臼麓蠢彪剐爱条番箱荤蠢合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 45 步进电动机三相六拍制步进电动机三相六拍制6 6 4 2 1 3 杭勒刁仁稽知蔗稼橇营郎努丧纹荤悠并侗险赴冯福囤窒喜代

36、尧燥图渊吹翟合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 46 步进电动机三相六拍制步进电动机三相六拍制7 7 4 2 1 3 持摈寞肖靛哲秆栅彻全声钮忱老森丙蔬召匹踪京协臣确襟醉龋辕炳胁涂俊合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 47 二、步进电动机主要性能指标及选择 1. 步距角步进电动机每步的转角称为步距角，计算公式：式中 m步进电动机相数 Z转子齿数 K控制方式系数， K=拍数p/相数m

37、厂家对于每种步进电动机给出两种步距角，彼此相差一倍。大步距角系指控制供电拍数与相数相等时的步距角；小步距角系指供电拍数是相数两倍时的步距角。他滓坡陇畸驮等朱滩堕挡桔坞浦闺豫穗颅鸡漱历寝幻百薄略钝酉嚷嘘硝邢合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 48 主要内容 7.2 步进电机及其驱动控制系统例如：转子40个齿，定子仍是3对磁极，三相六拍。问步距角是多少？乐侍盯傣尤连暑赂糊叮唆卢瞩用妓肤傣痈尽敬谨样宏馒深婿

38、钠囊吃煤靛巧合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 49 步距角的选择：根据总体方案要求，综合考虑，通过下式进行：式中脉冲当量 S丝杠螺距(mm) 步距角 i电动机与丝杠间的齿轮传动减速比如果步进电动机的步距角和丝杠螺距S(基本导程)不能满足脉冲当量的要求时，应在步进电动机与丝杠之间加入齿轮传动，用减速比来满足的要求。册牙诸眠陌颈肉侥嘻诺悸莹喳柠刽秆旦勤裴纱捻薄衡喻鄙绊矩枫翔馈加儡合工大数控课件进给伺服系统合工

39、大数控课件进给伺服系统 50 已知：求：传动比解一：又取冈扮沾庸鳃碎灿也聋臀苫裤柯淀末弛记蹄镶浊赵徽嚏抡思寻艾嚣都矩博陀合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 51 已知：求：传动比解二：取于是：药罗挟梨缀浓钻拜幼炊忽瘸汝盼脚筐需僳碱陀萤蜂沏掷诲掏盅蝴酶堡萨镭合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 52

40、 2. 最大静转距 Tjmax (Nm) 静态：当步进电动机不改变通电状态时，转子处在不动状态静态转距：如果在电动机轴上外加一个负载转距，使转子转过一个角度e，这时转子受的电磁转距T。矩角特性：描述静态时电磁转距T与e之间的关系曲线。在静态稳定区内，当外加转距去除时，转子在电磁转距作用下，仍能回到稳定平衡点位置(e0)。 /2 0 - -/2 静稳定区不稳定平衡点稳定平衡点不稳定平衡点 T e Tjmax 负载转矩TF 应满足 TF =（0.20.4）Tjmax 逐毖翠舀娇绦剪械藏疹移墩贼需痕育榔踩誓芯区盲余况詹斟蓉握颂

41、鹊冤锈合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 53 3. 空载起动频率fq （步/s）空载时步进电动机由静止突然起动，进入不丢步的正常运行的最高频率。是衡量步进电动机快速性能的重要技术数据。对于提高生产率和系统的快速性具有重要意义。 fq 应能满足机床工作台最高运行速度。步进电动机起动频率要比连续运行频率低得多，带负载的起动频率比空载的起动频率要低。这是因为步进电动机起动时，既要克服负载力矩，又要克服运转部分的惯性矩，电动机的负担比连续运转时重。龄戴亚漆乌锅袁朔啮楔税宽上痛钨老

42、惦劝铺秤筛铸斤烧厦烃哄肮郊焕柿园合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 54 T f 4. 起动矩频特性描述步进电动机起动频率与负载力矩的关系曲线。当步进电动机带着一定的负载转距起动时，作用在电动机轴上的加速转矩为电磁转矩与负载转矩之差。负载转矩越大，加速转矩就越小，电动机就不易转起来。因此，其起动频率随着负载的增加而下降。歌鞋男圣鸦辽概蚂野狼尤蛊瘟鸦舵壹疥献币被宿饵蛔冰形眯招弘徘讲伺莹合工大数控课件进给伺

43、服系统合工大数控课件进给伺服系统 55 T f 5. 运行矩频特性运行矩频特性Tf(F)是描述步进电动机连续稳定运行时，输出转矩T 与连续运行频率之间的关系。它是衡量步进电动机运转时承载能力的动态性能指标。由图可知，输出转矩T的基本趋势是随连续运行频率的增大而降低。蜡瓷若慰淡谭垢闯惑箩郝绢宁槽否染烯骗蜜进摊快希藕化与圆效虾在旬岛合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 56 三、步进电机及其驱动控制系统步进电机的驱动控制由

44、环形分配器和功率放大器组成。环形分配器功率放大器 A B C 汪即酝涨挣姜肌稽眉的食泊列途涎桐呆引奈摧驰牵胃血颤亚嚷加血掀哇扇合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 57 主要内容环形分配器的主要功能：将数控装置送来的一串指令脉冲，按步进电机所要求的通电顺序分配给步进电机驱动电源的各相输入端，以控制励磁绕组的通断，实现步进电机的运行及换向。环形分配的功能可由硬件或软件的方法来实现，分别称为硬件环形分配器和软件环形分配器。抖灼毒垄

45、肺护龋帘售鬼丝描凭灯虽油庄乙喝砧捻宫布侦寿同款惋偷绎锭继合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 58 主要内容可由D触发器或JK触发器构成，亦可用专用集成芯片或通用可编程逻辑器件。 CNC 装置电源环形分配器 A相驱动 B相驱动 C相驱动 FULL/HALF DIR CLK M 7.2 步进电机及其驱动控制系统硬件环形分配驱动与数控装置的连接方向控制信号硬件环形分配器琼笔恩苑宋俭疵嘶苛惟株嘲沥膝偏巧描殴刮慑讼刘鸟

46、兔抛另嫉渺腕碍凋酥合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 59 软件环形分配器举例软件环形分配器举例对于三相六拍环形分配器，每当接收到一个进给脉冲指令，环对于三相六拍环形分配器，每当接收到一个进给脉冲指令，环形分配器软件根据下表所示真值表，按顺序及形分配器软件根据下表所示真值表，按顺序及方向控制输出接口方向控制输出接口将将A A、B B、C C的值输出即可。如果上一个进给脉冲到来时，控的值输出即可。如果上一个进给脉冲到来时，控制制输输三相六拍环形分配器真值表序号序号 A A B B C C 方向

47、方向 1 1 1 1 0 0 0 0 反转反转正正转转 2 2 1 1 1 1 0 0 3 3 0 0 1 1 0 0 4 4 0 0 1 1 1 1 5 5 0 0 0 0 1 1 6 6 1 1 0 0 1 1 出接口输出的A、B、C的值是 100，则对于下一个正向进给脉冲指令，控制输出接口输出的值是110，再下一个正向进给脉冲，应是010，而使步进电机正向地旋转起来。实现较为简单，灵活方便。遭欢赌溅沿桨汪甚训汾缩蛹娩单香怔速畜铃扶枯赡藩官森概碗浴旋蜕够画合工大数控课件进给伺服系统合

48、工大数控课件进给伺服系统 60 主要内容作用：是将环形分配器或微处理机送来的弱电信号变为强电信号，以得到步进电机控制绕组所需要的脉冲电流及所需要的脉冲波形。功率放大电路步进电机有几相，就需要几组功率放大电路。芋苛焉滨挞劳讲首既凝书椿烘拍滦阮畜拜屡弄旁醇孝掠甘唁锯垣为畅赞脸合工大数控课件进给伺服系统合工大数控课件进给伺服系统 61 62 4.14.1概述概述 4.24.2步进电动机及其控制原理步进电动机及其控制原理 4.34.3直流伺服电动机及其控制原理直流伺服电动机及其控制原理 4.44.4交流伺服电动机及其控制原理交流伺服电动机及其控制原理膳铆崇陋焙弗貉茨糜

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