开环伺服系统（数控）

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1、www.plcworld.cn第第66章章数控机床的伺服系统数控机床的伺服系统6.1概述一、伺服系统的组成数控机床的伺服系统按其功能可分为：进给伺服系统和主轴伺服系统。主轴伺服系统用于控制机床主轴的转动。进给伺服系统是以机床移动部件（如工作台）的位置和速度作为控制量的自动控制系统，通常由伺服驱动装置、伺服电机、机械传动机构及执行部件组成。进给伺服系统的作用：接受数控装置发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动装置作一定的转换和放大后，经伺服电机（直流、交流伺服电机、功率步进电机等）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。数控机床的进给伺服系统能根据指令信

2、号精确地控制执行部件的运动速度与位置，以及几个执行部件按一定规律运动所合成的运动轨迹。如果把数控装置比作数控机床的“大脑”，是发布“命令”的指挥机构，那么伺服系统就是数控机床的“四肢”，是执行“命令”的机构，它是一个不折不扣的跟随者。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn伺服驱动装置工作台位置控制模块速度控制单元位置检测速度环伺服电机速度检测测量反馈位置环图6-1闭环进给伺服系统结构数控机床闭环进给系统的一般结构如图，这是一个双闭环系统，内环为速度环，外环为位置环。速度环由速度控制单元、速度检测装置等构成。速度控制单元是一个独立的单元部件，它是用来控制电机转

3、速的，是速度控制系统的核心。速度检测装置有测速发电机、脉冲编码器等。位置环是由CNC装置中的位置控制模块、速度控制单元、位置检测及反馈控制等部分组成。由速度检测装置提供速度反馈值的速度环控制在进给驱动装置内完成，而装在电动机轴上或机床工作台上的位置反馈装置提供位置反馈值构成的位置环由数控装置来完成。伺服系统从外部来看，是一个以位置指令输入和位置控制为输出的位置闭环控制系统。但从内部的实际工作来看，它是先把位置控制指令转换成相应的速度信号后，通过调速系统驱动伺服电机，才实现实际位移的。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn二、对伺服系统的基本要求伺服驱动系统

4、的选用1）精度要求：定位精度、重复定位精度、加工精度2）稳定性：达到平衡状态的能力3）响应速度：跟踪指令信号的速度4）调速范围：最高转速与最低转速之比Rn=nmax/nmin5）低速转距特性:低速时转距输出能力关于定位精度和重复定位精度定位精度：移动件到达指令位置的准确度重复定位精度：移动件在任意定位点的定位一致性www.plcworld.cnwww.plcworld.cn第六章伺服驱动系统第二节第二节开环伺服系统开环伺服系统一、组成伺服驱动单元、执行元件、传动机构工作台CNC驱动放大步进电机二、步进电机将电脉冲转变成机械角位移的装置www.plcworld.c

5、n上一页下一页返回www.plcworld.cn第六章伺服驱动系统1.分类按输出转矩分：伺服步进电机、功率步进电机。按励磁相数分：三相、六相、五相、六相、八相等按工作原理分：反应式、激磁式、混合式（永磁反应式）www.plcworld.cn上一页下一页返回www.plcworld.cn第六章伺服驱动系统2.步进电机的结构步进电机由转子和定子两部分组成1)定子定子上有绕组分为若干相，每相磁极上有极齿。左图为三相定子：AA’,BB’,CC’A、B、C三相每相两极，每极上五个齿五个极齿www.plcworld.cnwww.plcworld.cn第六章伺服驱动系统2.步进电机的结

6、构定子上线圈的绕法A相C相B相www.plcworld.cn上一页下一页返回www.plcworld.cn第六章伺服驱动系统2.步进电机的结构2)转子左图为一转子示意图：转子上有均匀分布的齿，没有绕组。以四十齿为例来说明步进电机的原理转子齿间夹角为9owww.plcworld.cn上一页下一页返回www.plcworld.cn第六章伺服驱动系统3.3.步进电机的实物图步进电机的实物图www.plcworld.cnwww.plcworld.cn第六章伺服驱动系统3.3.步进电机的实物图步进电机的实物图www.plcworld.cnwww.plcworld.cn第六章伺服驱动系统3.

7、3.步进电机的实物图步进电机的实物图www.plcworld.cnwww.plcworld.cn第六章伺服驱动系统3.3.步进电机的实物图步进电机的实物图www.plcworld.cnwww.plcworld.cn第六章伺服驱动系统3.3.步进电机的实物图步进电机的实物图www.plcworld.cnwww.plcworld.cn第六章伺服驱动系统3.3.步进电机的实物图步进电机的实物图www.plcworld.cnwww.plcworld.cn第六章伺服驱动系统3.3.步进电机