伺服原理、电机振动.ppt

数控机床伺服系统
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概述
·伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。
伺服系统的分类:开环伺服系统、半闭环伺服系统、闭环伺服系统
1)开环伺服系统
开环伺服系统不需要位置检测与反馈。
特点:结构简单、运行平稳、易于控制、价格低廉,使用和维
修简单。但精度不高,低速不稳定,高速扭矩小。
插补指脉冲数数n|、n脉冲环A相、B相
形分配
换算
机械部件
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半闭环伺服系统
)半闭环伺服系统
半闭环伺服系统的位置检测装置一般安装在电动机的轴上,或滚
珠丝杠轴端,通过测量角位移间接地测量出移动部件的直线位移
然后反馈到数控系统中,与系统中的位置指令值进行比较,用
比较后的差值控制移动部件移动,直到差值消除时才停止移动
特点:系统容易达到较高的位置增益,不发生振荡现象,它的快速性好,
动态精度高,传动机构的误差会影响到移动部件的位置精度。
至于传动链误差,如反向间隙、丝杠螺距累积误差可通过数控系统的参数
设置来进行补偿,以提高机床的定位精度
位置控制单
速度控制单元
擂
机械部件
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闭环伺服系统
3)闭环伺服系统
闭环伺服系统的位置检测装置直接安装在机床移动部件上,
如工作台上装直线位置检测装置,将检测到的实际位置反馈到数控系
统中。
特点:控制精度高、调试和稳定困难,导致调整闭环环路时必
须要降低位置增益,这又会对跟随误差与轮廓加工误差产生不利影响
。所以采用闭环方式时必须增大机床的刚性,改善滑动面的摩擦特性
减少传动间隙,这样才有可能提高位置增益。
立置控制单元
速度控制单元
机械部程
速度反馈
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驱动电动机
驱动电动机是数控机床伺服系统的执行元
件。用于驱动数控机床各坐标轴进给运动
的称为进给电动机。用于驱动机床主运动
的称为主轴电动机。
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步进电动机
步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的
电磁机械装置
对步进电动机施加一个电脉冲信号时,它就旋转一个
固定的角度,我们通常把它称为一步,每一步所转过的角度
叫做步距角。步距角的计算公式为
360
式中
步距角;
一转子齿数
nhk
定子的相数
拍数与相数的比例系数
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步进电机工作原理
下面以一台三相反应式步进电动机为例说明步进电
动机的工作原理。
步进电动机的定子上有6个极,每极上都装有控制
绕组,每两个相对的极组成一相。转子是四个均匀分布的
齿,上面没有绕组。当A相绕组通电时,因磁通总是沿着
磁组最小的路径闭合,将使转子齿1、3和定子极A、A′对
齐,如图4-4(a)所示。A相断电,B相绕组通电时,转子
将在空间转过角,=30°,使转子齿2、4和定子极B、B
对齐,如图4-4(b)所示。如果再使B相断电,G相绕组通
电时,转子又将在空间转过30°角,使转子齿1、3和定子
极C、∂’对齐,如图4-4(c)所示。如此循环往复,并按
A_B-0—A的顺序通电,电动机便按一定的方向转动。
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步进电动机的工作原理
电动机的转速直接取决于绕组与电源接通或断开的变化频
率。若按A—CB—A的顺序通电,则电动机反向转动。
电动机绕组与电源的接通或断开,通常是由电子逻
辑电路来控制的。
(a)A相通电
(b)B相通电
c)C相通电
图44三相反应式步进电动机的工作原理图
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步进电机的构造
波纹垫圆
定铁芯
后端盖
四料骨架
转子铁芯
转子铁拈
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