《伺服驱动系统东大》PPT课件

《《伺服驱动系统东大》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、6伺服驱动系统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。它接受来自数控装置的进给指令信号，经变换、调节和放大后驱动执行件，转化为直线或旋转运动。伺服系统是数控装置(计算机)和机床的联系环节，是数控机床的重要组成部分。数控机床伺服系统又称为位置随动系统、驱动系统、伺服机构或伺服单元。系统包括大量的电力电子器件，结构复杂、综合性强。8/7/202116伺服驱动系统（1）进给驱动控制机床各坐标轴的切削进给运动，是一种精密的位置跟踪与定位系统，它包括速度控制，也是一般概念的伺服驱动系统。（2）主轴驱动控制机床主轴的旋转运

2、动和切削过程中的转矩和功率，一般以速度控制为主。对C坐标功能的主轴驱动也需要位置控制。（3）辅助驱动在各类加工中心或多功能数控机床中，控制刀库、料库等辅助系统，多采用简易的位置控制。8/7/202126.1.1伺服系统的组成组成：伺服电机驱动信号控制转换电路电子电力驱动放大模块位置调节单元速度调节单元电流调节单元检测装置一般闭环系统为三环结构：位置环、速度环、电流环。8/7/202136.1.1伺服系统的组成位置调解速度调解电流调解转换驱动工作台电流反馈速度反馈位置反馈MG位置、速度和电流环均由调节控制模块、检测和反馈部分组成

3、。电力电子驱动装置由驱动信号产生电路和功率放大器组成。严格来说：位置控制包括位置、速度和电流控制；速度控制包括速度和电流控制。8/7/202141．精度高伺服系统的精度是指输出量能复现输入量的精确程度。包括定位精度和轮廓加工精度。2．稳定性好稳定是指系统在给定输入或外界干扰作用下，能在短暂的调节过程后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态。直接影响数控加工的精度和表面粗糙度。3．快速响应快速响应是伺服系统动态品质的重要指标，它反映了系统的跟踪精度。4．调速范围宽调速范围是指生产机械要求电机能提供的最高转速和最低转速之比。0～24m

4、/min。5．低速大转矩进给坐标的伺服控制属于恒转矩控制，在整个速度范围内都要保持这个转矩；主轴坐标的伺服控制在低速时为恒转矩控制，能提供较大转矩。在高速时为恒功率控制，具有足够大的输出功率。6.1.2对伺服系统的基本要求8/7/20215对伺服电机的要求：（1）调运范围宽且有良好的稳定性，低速时的速度平稳性（2）电机应具有大的、较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。（3）反应速度快，电机必须具有较小的转动惯量、较大的转矩、尽可能小的机电时间常数和很大的加速度(400rad/s2以上)。（4）能承受频繁的起动、制动和正反

5、转。6.1.2对伺服系统的基本要求8/7/20216（7）伺服系统对伺服电机的要求由于数控对伺服系统提出了如上的严格技术要求，伺服系统对其自身的执行机构-电动机-提出了严格的要求。①从最低速到最高速电机都要平稳运转，转距波动要小，尤其是在低速如0.1r/min或更低转速时，仍有稳定的速度而无爬行现象。②电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。③为了满足快速响应的要求，电机应该有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并且有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4

6、000rad/s2以上角加速度的能力，才能保证电机在0.2s以内从静止到额定转速。④电机应能承受频繁启动、制动和反转。8/7/202176.1.2对主轴伺服系统的要求对主轴伺服系统，除上述要求外，还应满足如下要求：（1）主轴与进给驱动的同步控制该功能使数控机床具有螺纹和螺旋槽加工的能力。（2）准停控制在加工中心上，为了实现自动换刀，要求主轴能进行高精确位置的停止。（3）角度分度控制角度分度控制有两种类型：一是固定的等分角度控制；二是连续的任意角度控制。任意角度控制是带有角位移反馈的位置伺服系统，这种主轴坐标具有进给坐标的功能，

7、称为“C”轴控制。“C”轴控制可以用一般主轴控制与“C”控制切换的方法实现，也可以用大功率的进给伺服系统代替主轴系统。8/7/202186.1.3伺服系统的分类（1）按调节理论分类①闭环②半闭环③开环（2）按驱动部件的动作原理①电液控制系统电液伺服系统的执行元件为液压元件，其前一级为电气元件。驱动元件为液动机和液压缸，常用的有电液脉冲马达和电液伺服马达。数空机床发展的初期，多数采用电液伺服系统。电液伺服系统具有在低速下可以得到很高的输出转矩，以及刚性好、时间常数小、反映快速度平稳等特点。然而，液压系统需要油箱、油管等供油系统，

8、体积大。此外还有噪声、漏油等问题，故从20世纪70年代起逐步被电气伺服系统代替。只是具有特殊要求，才采用电液伺服系统。8/7/20219②电气控制系统电气伺服系统全部采用电子器件和电机部件，操作维护方便、可靠性高。电器伺服系统中的驱动元件主要有步进电机、直流伺服电机和交流伺服