伺服驱动系统实验指导书.docx

伺服驱动系统实验指导书.docx《伺服驱动系统》
实验指导书
适用专业： 机电、自动化
课程代码: 8402021
学时：4 学分:
与1 立:
编与人： 肖继学
审核人:
审批人：
实验一 （实验代码1） 2
实验二 （实验代码2） 7
实验一伺服驱动系统结构
一、实验目的和任务
1、 了解伺服驱动系统在数控机床中所处的位置及作用；
2、 了解伺服驱动系统的构成及其与其它部件的联系；
3、 了解伺服驱动系统各主要组成部分的作用、功能。
二、实验仪器、设备及材料
一套基于PWM的直流伺服驱动系统；一套MTC-2M FAG GR数控系统，一套型号为AC 200
的具有一个主轴、三个进给运动的交流伺服驱动系统及相应的工作台，
三、 实验原理
四、 实验步骤
直流伺服驱动系统
图1直流伺服系统实物图
一套基于PWM的直流伺服驱动系统如图1所示。其中“1”为直流伺服系统平台；“2”为直流伺 服系统驱动电路板；“3”为直流伺服系统驱动电路板安装支架；“4”为直流伺服电动机；“5”为直流 伺服电动机速度、位移信号反馈线；“6”为直流伺服电动机的驱动电源线；“7”为直流伺服电动机的 安装支架。
其中，直流伺服驱动电路是整个伺服系统的核心、"大脑”。该直流伺服驱动系统的伺服驱动电路
其中“1”为直流电源90V的驱动电源开关；“2”为直流电源15V的控制电源开关；“3”为220V
交流电源开关；“4”为直流伺服电动机的励磁电源开关；“5”为信号、电源接口； “6”为电容；“7”
为排阻；“8”为电容；"9”为直流伺服驱动电动机接口。
交流伺服驱动系统
整个伺服驱动系统及工作台的总体概况如图3所示。图中，“1”为交流伺服驱动控制柜；“2”为 交流伺服工作台；“3”为数控系统运行状态显示区；“4”为交流伺服驱动系统状态显示区；“5”为数 控系统操作面板；“6”为交流伺服系统硬复位等按钮；“7”为工作模式选择等开关；“8”为伺服驱动 系统各轴的能使开关；“9”为伺服系统紧停按钮；“10”为手摇脉冲发生器。
交流伺服系统及数控系统、工作台实物图
图4交流伺服驱动电路模块外观图
交流伺服驱动系统仍由交流伺服电动机和交流伺服驱动电路两大模块构成。其中，交流伺服驱动 电路模块安装在如图3所示的伺服驱动控制柜里，其外观如图4所示。图中，“1”为交流伺服驱动电 路的散热孔；“2”为交流伺服驱动控制柜背面板；“3”为主轴伺服驱动电路模块外观图；“4”为X轴 伺服驱动电路模块外观图；“5”为Y轴伺服驱动电路模块外观图；“6”为Z轴伺服驱动电路模块外观 图。
图5交流伺服驭动由路点开关外观及其布詈图
园6夺流伺明瓯云力由路拷口布罟图
在伺服驱动控制柜里，除了有伺服驱动电路，还有如图5所示的电源总开关、如图6所示的与伺 服驱动电机、数控系统联系的电源、信号接口以及变压器等附件。如图6中，“1”为输出到伺服电动 机的驱动电源接口； “2”为与数控系统联系的信号、控制线以及来自于伺服电动机位移等反馈信号线;
“3”为伺服驱动电路输入电源接口； “4”为变压器。
f交流伺服电动机的外观及它在工作台上的位置分布如图7所示。
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图7交流伺服电动机及其工作系统
图7中，“1”为工作台；"z刃纵回丝4T； 刀小|可父沉㈣版电动机；"4"为横向丝杆；"5" 为纵向交流伺服电源线；“6”为纵向交流伺服反馈线；“7”为横向交流伺服电动机；“8”为导轨；“9” 为横向交流伺服电源线；“10”为横向交流伺服反馈线。
五、实验报告要求
严格按照西华大学规定的理工科实验报告格式、要求完成本次实验报告。
六、 实验注意事项
实验中不允许触摸各种设备、器件、接头、电缆，不允许动各种开关。否则，自行负责、处理由 此造成的伤、亡事故，并赔偿由此造成的设备损坏的经济损失。
七、 思考题
1、 伺服驱动系统在当今数控机床中处于怎样的地位？
2、 伺服驱动系统主要由哪几部分构成，它们具有哪些主要的作用、功能？
3、 请谈谈本次实验的体会。
实验二进给伺服系统误差测试
一、 验目的和任务
1、 了解进给伺服系统误差测试原理；
2、 了解伺服系统增益对伺服系统运动轮廓精度的影响；
3、 认识理论分析对实践的重要指导作用。
二、 验仪器、设备及材料
一套型号为MTC-2M FAG GR的数控系统，一套型号为AC 200具有一个主轴、二个进给运
动的交流伺服驱动系统及相应的工作台，一套数控系统（包含伺服驱动系统）精度测试仪。
三、 实验原理
四、 实验步骤
1、伺服系统误差测试基本原理
伺服系统误差测试的基本结构如图1所示。来自于光电