數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動系統(tǒng)-免費(fèi)閱讀
【正文】 其工作狀態(tài)如表 。該方法能充分利用計(jì)算機(jī)軟件資源以降低硬件成本，尤其是對多相的脈沖分配具有更大的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床中采用的功率步進(jìn)電動機(jī)有三相、四相、五相和六相等。這兩條曲線是選用步進(jìn)電動機(jī)的重要依據(jù)。為了提高精度，希望脈沖當(dāng)量小。逐漸上升和下降的加速時間，減速時間不能過小，否則會出現(xiàn)失步或超步。 fq與負(fù)載慣量有關(guān)，一般說來隨著負(fù)載慣量的增長而下降。 )1(2 mKpz ??mzk?360?? 開環(huán)進(jìn)給伺服控制 （ 2）步進(jìn)電動機(jī)特性 ? 步距角和靜態(tài)步距誤差：步進(jìn)電動機(jī)的步距角是決定開環(huán)伺服系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的重要參數(shù)，數(shù)控機(jī)床中常見的反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的步距角一般為176。 ?? 152/30 ??s? 步進(jìn)電動機(jī)工作原理及特性 ? 同一臺步進(jìn)電動機(jī)，因通電方式不同，運(yùn)行時的步距角也是不同的。 步進(jìn)電動機(jī)工作原理及特性 ? 三相步進(jìn)電動機(jī)除了單三拍通電方式外，還經(jīng)常工作在三相六拍通電方式。 ②改變轉(zhuǎn)差率 s（變轉(zhuǎn)差率調(diào)速）。交流伺服電動機(jī)有異步型交流伺服電動機(jī)（ IM）和同步型交流伺服電動機(jī)（ SM）。轉(zhuǎn)子又叫電樞，由硅鋼片疊壓而成，表面嵌有線圈，通以直流電時，在定子磁場使用下產(chǎn)生帶動負(fù)載旋轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩。 ? 但電液伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)需要油箱、油管等供油系統(tǒng)，存在體積大、噪聲大和油污染等問題，從 20世紀(jì) 70年代起逐漸被電氣伺服機(jī)構(gòu)所代替，只在具有特殊要求的場合才被采用。 主軸與進(jìn)給軸關(guān)聯(lián)控制 （ 3）主軸旋轉(zhuǎn)與徑向進(jìn)給的關(guān)聯(lián)控制 ? 由機(jī)械加工工藝可知，利用數(shù)控車床或磨床進(jìn)行端面加工時，為了保證加工端面的平整光潔（表面粗糙度 R0?。?，應(yīng)控制工件與刀具（車刀或砂輪）接觸點(diǎn)處的速度為一恒定值，即實(shí)現(xiàn)所謂恒線速度加工。由于二進(jìn)制循環(huán)碼制的特點(diǎn)是相鄰兩組數(shù)碼之間只有一位變化，即使制造與安裝不太精確，所造成的誤差也不會超過碼盤自身的分辨率。的 A、 B信號和零位 C信號，其中 A、 B信號可用來計(jì)算角位移的大小，還可利用它們相位超前或滯后的關(guān)系辨別旋轉(zhuǎn)方向。 主軸準(zhǔn)?？刂? ? 主軸準(zhǔn)停功能分為機(jī)械準(zhǔn)停和電氣準(zhǔn)停。在數(shù)控機(jī)床主軸傳動中，使用電磁離合器可簡化變速機(jī)構(gòu)，通過安裝在各傳動軸上離合器的吸合與分離，形成不同的運(yùn)動組合傳動鏈，實(shí)現(xiàn)主軸變速。其控制結(jié)構(gòu)如圖 。如單純追求無級調(diào)速，必然增大主軸電動機(jī)功率，主軸電動機(jī)與驅(qū)動裝置的體積、質(zhì)量及成本都會大大增加，電動機(jī)的運(yùn)行效率會大大降低。 交流電動機(jī)及驅(qū)動裝置 ? 液體冷卻主軸電動機(jī) ：其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在電動機(jī)外殼和前端蓋中間有一個獨(dú)特的油路通道，用強(qiáng)迫循環(huán)的潤滑油經(jīng)此來冷卻繞組和軸承，使電動機(jī)可在 20230r/min高速下連續(xù)運(yùn)行。進(jìn)給坐標(biāo)的伺服控制屬于恒轉(zhuǎn)矩控制，在整個速度范圍內(nèi)都要保持這個轉(zhuǎn)矩；主軸坐標(biāo)的伺服控制在低速時為恒轉(zhuǎn)矩控制，能提供較大轉(zhuǎn)矩；在高速時為恒功率控制，具有足夠大的輸出功率。一方面要求過渡過程（電機(jī)從靜止到額定轉(zhuǎn)速）的時間要短，一般在 200ms以內(nèi)，甚至小于幾十毫秒；另一方面要求超調(diào)要小。 二、數(shù)控機(jī)床對伺服系統(tǒng)的基本要求 1）精度高 ? 伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的精確程度。它是一個三環(huán)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其中，外環(huán)是位置環(huán)，中環(huán)是速度環(huán)，內(nèi)環(huán)為電流環(huán)。穩(wěn)定性是保證數(shù)控機(jī)床正常工作的條件，直接影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度。但對于一般的數(shù)控機(jī)床而言，要求進(jìn)給伺服系統(tǒng)在 0~24m/min進(jìn)給速度范圍內(nèi)都能工作就足夠了。 主軸電動機(jī)及驅(qū)動裝置 ?交流電動機(jī)及驅(qū)動裝置 ? 輸出轉(zhuǎn)換型交流主軸電動機(jī) ：為滿足機(jī)床切削的需要，要求主軸電動機(jī)在任何刀具切削速度下都能提供恒定的功率， FANUC公司開發(fā)出一種稱為輸出轉(zhuǎn)換型交流主軸電動機(jī)。由于電動機(jī)與主軸合二為一，既簡化了結(jié)構(gòu)，也消除了振動，降低了噪聲，非常有利于高速運(yùn)行。數(shù)控系統(tǒng)一般均提供 4擋自動變速功能，而數(shù)控機(jī)床通常使用兩擋即可滿足要求。液壓撥叉變擋機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，不但需要附加一套液壓裝置，還需將電信號轉(zhuǎn)換為電磁閥動作，控制壓力油分至相應(yīng)的液壓缸。 三、主軸準(zhǔn)?？刂? ? 主軸準(zhǔn)停功能指控制主軸準(zhǔn)確停在固定位置的功能，又稱為主軸定位功能，是數(shù)控加工過程中自動換刀所必需的功能。這種編碼器結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用最廣泛。的角位移，必須使用有多個碼盤的絕對式脈沖編碼器。 3）主軸絕對位置定位 ? 脈沖編碼器的零位脈沖信號 C，剛好對應(yīng)主軸旋轉(zhuǎn)一圈，可用于主軸絕對位置定位檢測和控制。 進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)組成與分類 （ 2）進(jìn)給伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu) ? 早期多采用電液伺服驅(qū)動方式，其伺服執(zhí)行元件采用液壓元件，前級為電氣元件，驅(qū)動元件為液動機(jī)和液壓缸。定子磁場由定子的磁極產(chǎn)生。一般采用調(diào)節(jié)電樞供電電壓 U和調(diào)節(jié)勵磁磁通 Φ （僅限于電磁式）的方法來調(diào)節(jié)直流伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，分別稱為調(diào)壓調(diào)速和調(diào)磁調(diào)速。轉(zhuǎn)子由多塊永久磁鐵和鐵心組成，氣隙磁密較高，極數(shù)較多。目前，步進(jìn)電動機(jī)主要用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動，一般采用開環(huán)控制結(jié)構(gòu)。在單三拍通電方式中，步進(jìn)電動機(jī)每經(jīng)過一拍，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的步距角。在雙三拍通電方式下步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子位置與單、雙六拍通電方式時兩個繞組同時通電的情況相同。步距誤差直接影響加工精度及步進(jìn)電動機(jī)的動態(tài)特性。其值遠(yuǎn)大于 fq，且隨負(fù)載的性質(zhì)和大小而異，與驅(qū)動電源也有很大關(guān)系。通常希望步進(jìn)電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩大，起動頻率和運(yùn)行頻率高，步距誤差小，性能價格比高。另外，負(fù)載轉(zhuǎn)矩也將引起步進(jìn)電動機(jī)的定位誤差。也就是說，若步進(jìn)電動機(jī)以頻率 f運(yùn)行，它所拖動的負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須小于 Mdm，否則就會導(dǎo)致失步。利用查表或計(jì)算來進(jìn)行脈沖的環(huán)形分配，簡稱軟環(huán)分。 脈沖分配 ? 采用專用環(huán)形分配器器件，如市售的 CH250即為一種三相步進(jìn)電動機(jī)專用分配器。 ssTKKKsGvvAP11)(1 ??? 11/1)(2 ???sKKsKKTKsGJJvJ 閉環(huán)進(jìn)給伺服控制系統(tǒng)
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