伺服电动机应用举例

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1、伺服电动机应用举例由伺服电动机组成的伺服驱动系统，按被控对象可分为⑴转矩控制方式；⑵速度控制方式；⑶位置控制方式；⑷混合控制方式；图2-47直流电动机各种类型数控机床用数控机床加工一个零件的过程见图零件图数控系统机床数控装置伺服系统加工程序用数控机床加工工件时，首先由编程人员按照零件的几何形状和加工工艺要求将加工过程编成加工程序。数控系统读入加工程序后，将其翻译成机器能够理解的控制指令，再由伺服系统将其变换和放大后驱动机床上的主轴电机和进给伺服电机转动，并带动机床的工作台移动，实现加工过程。数控系统实质上是完成了手工加工中

2、操作者的部分工作。基本概念：数控系统（NCsystem）、数控装置NCU和计算机数控CNC，数控系统的功能：读入载体上的数字信息，经过译码、数据处理、插补运算和位置控制，控制机床运动。数控系统由数控装置和伺服系统两部分组成。以计算机为数控装置构成的数控系统成为计算机数控系统。主轴伺服单元数控装置输出设备PLC进给伺服单元主轴电机进给电机位置检测机床本体接口电路操作面板输入设备数控机床的逻辑组成主轴伺服单元数控装置输出设备PLC进给伺服单元主轴电机进给电机位置检测机床本体接口电路操作面板输入设备数控机床物理结构与逻辑结构比较

3、同类型的加工中心与数控铣床的结构布局相似，主要在刀库的结构和位置上有区别，一般由床身、主轴箱、工作台、底座、立柱、横梁、进给机构、自动换刀装置、辅助系统（气液、润滑、冷却）、控制系统等组成，如图所示。（一）按控制轨迹的特点分类1.点位控制数控机床（进给过程中不加工）2.直线控制数控机床（进给过程中可以加工）3.轮廓控制数控机床（可以加工非直线轮廓）（二）按伺服系统的类型分类1．开环控制数控机床2．闭环控制数控机床3．半闭环控制数控机床性能类别CPU位数联动轴数分辨率(um)进给速度(m/min)显示高级型325<0.1>2

4、4三维动态普及型2630.1~1010~24字符/图形经济型8<3<10<10字符表1.1数控系统的功能分类（三）按功能水平分类1.高级型数控系统2.普及型数控系统3.经济型数控系统智能化数控系统的智能化主要体现在以下几个方面：（1）应用自适应控制技术（2）自动编程技术（3）具有故障自动诊断功能（4）应用模式识别技术实现系统自动建模开放式数控系统随着数控技术的发展，数控系统变得越来越复杂，暴露出许多自身固有的缺陷。最大的问题是，这些数控系统都是专门设计的，它们具有不同的编程语言、非标准的人机接口、多种实时操作系统、非标准

5、的硬件接口等，这些缺陷造成了数控系统使用和维护的不便，也限制了数控技术的进一步发展。为了解决这些问题，人们提出了“开放式数控系统”的概念。这个概念最早见于1987年美国的NGC(NextGenerationController)计划，NGC控制技术通过实现基于相互操作和分级式的软件模块的“开放式系统体系结构标准规范（SOSAS）”找到解决问题的办法。一个开放式的系统体系结构能够使供应商为实现专门的最佳方案去定制控制系统。由于这样一个富有哲理的概念作为NGC计划的奠基石，NGC代表了下一代控制技术。基于网络的数控系统网络的任

6、务主要是进行通讯，共享信息。数控机床作为车间的基本设备，它的通讯范围是：（1）数控系统内部的CNC装置与数字伺服间的通信，主要通过SERCOS链式网络传送数字伺服控制信息；（2）数控系统与上级主计算机间的通信；（3）与车间现场设备及I/O装置的通信，主要通过现场总线，如PROFIBUS等进行通讯；（4）通过因特网与服务中心的通信，传递维修数据；（5）通过因特网与另一个工厂交换制造数据。提高数控系统的可靠性可靠性是数控机床用户最为关注的问题，提高可靠性通常可采取下列一些措施：（1）提高线路的集成度。采用大规模集成电路、专

7、用芯片及混合式集成电路，以减少元器件数量，精简外部连线和降低功耗。（2）建立由设计、试制到生产的完整质量保证体系。例如采取防电源干扰，输入输出隔离；使数控系统模块化、通用化及标准化，以便组织批量生产和维修；在安装制造时注意严格筛选元器件；对系统可靠性进行全面检查考核等。（3）增强故障自诊断功能和保护功能。由于元器件失效、编程及人为操作失误等原因，数控系统完全可能出现故障。数控系统一般具有故障预报和自恢复功能。此外，应注意增强监控和保护功能，例如有的系统设有刀具破损检测、行程范围保护和断电保护等功能，以避免损坏机床或报废工

8、件。由于采用了各种有效的增强可靠性的措施，现代数控系统的平均无故障时间可达到MTBF=10000~36000小时。数控技术在自动化制造系统中的地位公司级管理计算机工厂级管理计算机工厂级管理计算机车间级管理计算机车间级管理计算机数据高速公路数控设备1数控设备NCRT监视操作站通信控制MCS-51单片机是美