数控机床伺服电机系统

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1、目录1数控的由来2构成3硬件结构4软件结构5分类6机床技术十四大…数控的由来20世纪50年代，美国出于军事工业的发展的需要，由麻省理工学院成功研制了世界上第一台具有信息存储和处理功能的新型机床--------数控机床。很快，数控技术得到了广泛应用和迅速发展。我国在1958年也开始了数控机床的研制工作，并得了一定的成绩。目前：数控机床的种类已有1500多个，产量超过25000台。1.数字控制【Numerical Control】数字控制是用数字化信号对机构的运动过程进行的控制的一种方法，简称为数控【NC

2、】2.数控系统【NC System】数控系统是实现数字控制相关功能的软、硬件模块的集成。它是自动阅读输入载体上的程序，并将其译码，根据程序指令向伺服装置和其他功能部件发送信息，控制机床的各种运动。3.计算机数控系统【ComputerNumricalControlSystem】计算机数控系统是以计算机为核心的数控系统。由装有数控系统程序的专用计算机、输入输出设备、可编程序控制器【PLC】、存储器、主轴驱动及进给驱动装置等部分组成，习惯上有称为CNC系统。4.数控机床【NCMachine】数控机床是指应用

3、数控技术对其运动和辅组运作进行控制的机床构成目前世界上的数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。对于T系统和M系统，同样也有很大的区别，前者适用于回转体零件加工，后者适合于异形非回转体的零件加工。对于不同的生产厂家来说，基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响，在设计思想上也可能各有千秋。例如，美国Dynapath系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结合，而日本FAN

4、UC系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。然而无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令。这三部分有机结合，组成完整的闭环控制的数控系统。　　控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、

5、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元，它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。目前世界上的数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。对于T系统和M系统，同样也有很大的区别，前者适用于回转体零件加工，后

6、者适合于异形非回转体的零件加工。对于不同的生产厂家来说，基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响，在设计思想上也可能各有千秋。例如，美国Dynapath系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结合，而日本FANUC系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。然而无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放

7、大，由伺服电机驱动机械按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令。这三部分有机结合，组成完整的闭环控制的数控系统。硬件结构数控系统的硬件由数控装置、输入/输出装置、驱动装置和机床电器逻辑控制装置等组成，这四部分之间通过I/O接口互连。　　数控装置是数控系统的核心，其软件和硬件来控制各种数控功能的实现。　　数控装置的硬件结构按CNC装置中的印制电路板的插接方式可以分为大板结构和功能模块（小板）结构；按CNC装置硬件的制造方式，可以分为专用型结构和个人计算机式结构；按C

8、NC装置中微处理器的个数可以分为单微处理器结构和多微处理器结构。　　（1）大板结构和功能模板结构1）大板结构　　大板结构CNC系统的CNC装置由主电路板、位置控制板、PC板、图形控制板、附加I/O板和电源单元等组成。主电路板是大印制电路版，其它电路板是小板，插在大印制电路板上的插槽内。这种结构类似于微型计算机的结构。　　2）功能模块结构　　（2）单微处理器结构和多微处理器结构　　1）单微处理器结构　　在单微处理器结构中，只有一个微处理器，以集中控制、分时