数控技术 第四章开环伺服系统.ppt

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1、第四章进给伺服系统第一节概述第二节开环伺服系统第三节闭环伺服系统提要本章介绍进给伺服系统的构成及工作原理，叙述步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机等伺服驱动元件的结构及调速方法，阐述开环伺服系统、闭环伺服系统的构成及控制原理。返回提要第四章进给伺服系统下一页上一页目标掌握伺服系统的功能、分类及其特点：数控机床对伺服系统的要求掌握开环伺服系统的组成及工作原理步进电机的工作原理、脉冲分配方式、驱动电源的类型及工作原理掌握感应同步器、光栅等检测元件的工作原理掌握直流伺服电机位置控制原理了解交流伺服电机位置控制原理了解提高步进开环伺服系统精度的措施返回目标第四章进给伺服系统下一页上一

2、页建议本章内容既有理论分析，又有实验研究，同时还涉及设计计算方法。学习中，应特别注意各种伺服驱动元件的调速方法和调速原理，了解各种驱动元件之间的性能比较及其应用场合。返回建议第四章进给伺服系统下一页上一页第四章进给伺服系统第一节概述一、作用以位置和速度作为控制量的自动控制系统CNC装置与机床的联系环节其性能直接决定和影响CNC系统的快速性、稳定性、精确性返回下一页上一页第一节概述指令信息动作位置、速度位移、速度CNC伺服系统机床第四章进给伺服系统步进伺服系统伺服系统构成CNC步进电机驱动放大工作台返回一.构成下一页上一页二.要求第四章进给伺服系统准确、可靠地执行指令调速范围宽

3、-----10000：1以上，且稳定性好带负载能力强------负载特性硬；足够大的加（减）速力矩动态响应快-----快速跟随指令脉冲，可频繁起、停、反向；尽快消除负载扰动误差无累积位置精度高返回下一页上一页开环进给伺服系统闭环进给伺服系统半闭环进给伺服系统三.分类第四章进给伺服系统返回按有无反馈分下一页上一页三.分类按控制信号分按控制元件分数字伺服系统模拟伺服系统数字模拟混合伺服系统步进伺服系统直流伺服系统交流伺服系统第四章进给伺服系统下一页上一页返回第一节概述习题第四章进给伺服系统1.数控机床对伺服驱动系统有哪些要求？返回(1)调速范围宽并有良好的稳定性，尤其是低速时的平

4、稳性；(2)负载特性硬，即使在低速时也应有足够的负载能力；(3)动态响应速度快；(4)高的位移精度；(5)能够频繁地启动；下一页上一页伺服系统按有无反馈可分为————————————————、————————————————、——————————————————三类。习题开环进给伺服系统闭环进给伺服系统半闭环进给伺服系统伺服系统按控制信号可分为————————————————、————————————————、——————————————————三类。数字伺服系统模拟伺服系统数字模拟混合伺服系统第一节概述下一页上一页返回伺服系统按控制元件可分为————————————————

5、、————————————————、——————————————————三类。第一节概述习题步进伺服系统直流伺服系统交流伺服系统下一页上一页返回第二节开环伺服系统一、组成伺服驱动单元、执行元件、传动机构二、步进电机将电脉冲转变成机械角位移的装置第四章进给伺服系统CNC步进电机驱动放大工作台返回下一页上一页1.分类第四章进给伺服系统按输出转矩分：快速步进电机、功率步进电机。按励磁相数分：三相、四相、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）返回下一页上一页2.步进电机的结构第四章进给伺服系统步进电机由转子和定子两部分组成定子上有绕组分为若干相，每相磁极

6、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1)定子五个极齿2.步进电机的结构第四章进给伺服系统定子上线圈的绕法下一页上一页返回2.步进电机的结构2)转子第四章进给伺服系统转子上有均匀分布的齿，没有绕组。转子齿间夹角为9o左图为一转子示意图：以四十齿为例来说明步进电机的原理下一页上一页返回3.步进电机的实物图第四章进给伺服系统3.步进电机的实物图第四章进给伺服系统3.步进电机的实物图第四章进给伺服系统3.步进电机的实物图第四章进给伺服系统3.步进电机的实物图第四章进给伺服系统3.步进电机的实物图第四章进给伺服系统3.步进电机的实物图第四

7、章进给伺服系统3.步进电机的实物图第四章进给伺服系统3.步进电机的实物图第四章进给伺服系统3.步进电机的实物图第四章进给伺服系统4.工作原理如果A相通电则转子齿与A相极齿对齐，这时在B相两极下定子齿与转子齿中心线并不对齐，而是转子齿中心线较定子齿中心线反时针方向落后1/3齿距，即3o。因此，当通电状态由A相变为B相时，转子顺时针方向转过3o，C相通电再转3o。C相下，转子齿超前6o。第四章进给伺服系统4.工作原理第四章进给伺服系统三拍通电激磁，步距角α==3o一般α=m——绕组相数；Z——转子齿数，单拍