【机械课件】教案10(数控机床故障诊断及维护)

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1、常州轻工职业技术学院数控机床故障诊断及维护课程授课教案NO:卫授课口期授课班级03机电33103机电332课题伺服系统故障诊断（二）授课类型讲授课时数教学口的重点难点具图教挂教学过程及时间分配主要教学内容教学方法的运用2进给伺服系统进给伺服系统由各坐标轴的进给驱动装置、位置检测装置及机床进给传动链等组成，进给伺服系统的任务就是要完成各处标轴的位置控制。数控系统根据输入的程序指令及数据，经插补运算后得到位置控制指令，同时，位置检测装置将实际位置检测信号反馈于数控系统，构成全闭环或半闭环的位置控制。经位置比较后，数控

2、系统输出速度控制指令至各坐标轴的驱动装置，经速度控制单元驱动伺服电动机带动滚珠丝杠传动进行进给运动。伺服电动机上的测速装置将电动机转速信号与速度控制指令比较，构成速度环控制。因此，进给伺服系统实际上是外环为位置环，内环为速度环的控制系统。对进给伺服系统的维护及故障诊断将落实到位置环和速度环上。组成这两个环的具体装W：用于位置检测的光栅、光电编码器、感应同步器、旋转变压器和磁栅等；用于转速检测的测速发电机或光电编码器等。进给驱动系统rh直流或交流驱动装置及直流和交流伺服电动机组成。2.1常见进给驱动系统介绍2.1.

3、1直流进给驱动系统2.1.1.1FANUC公司直流进给驱动系统从1980年开始，FANUC公司陆续推出了小惯量L系列、屮惯量M系列和大惯量H系列的直流伺服电动机。中、小惯量伺服电动机采用PWM速度控制中元，大惯里伺服电动机采用晶闸管速度控制单元。驱动装置具打多种保护功能，如过速、过电流、过电压和过载等。2.1.1.2SIEMENS公司直流进给驱动系统SIEMENS公司在70年代屮期推岀了1HU系列是永磁式直流伺服电动机,规格有1HU504、1HU305、1HU307.1HU310和lHU313o与伺服电动机配套的

4、速度控制单元有6RA20和6RA26两个系列，前者釆用品体管PWM控制，厅各釆用品闸管控制。驱动系统除了各种保护功能外，另具有热效应监控等功能。2.1.1.3MITSUBISHI公司直流进给驱动系统MITSUBISHI公司的HD系列永磁式直流伺服电动机、规格有HD21、HD41、HD81、HD101、HD201和HD301等;配套的6R系列伺服驱动单，釆用晶体管PWM控制技术，具备过载、过电流、过电压和过速保护，带有电流监控等功能。2.1.2交流进给驱动系统2.1.2.1FANUC公司交流进给驱动系统FANUC公

5、司在80年代中期推岀了品体管PWM控制的交流驱动单元和永磁式三相交流同步电动机，电动机有s系列、L系列、SF系列和T系列，驱动装置有a系列交流驱动单元等。2.1.2.2SIEMENS公司交流进给驱动系统1983年以來,SIEMENS公司推出了交流驱动系统，由6SC610系列进给驱动装置和6SC611A(SIMODRIVE611A)系列进给驱动模块、1FT5和1FT6系列永磁式交流同步电动机组成。驱动采用晶体管PWM控制技术，带有热监控存功能。另外，SIEMENS公司还有用于数字伺服系统的SIMODRIVE611D

6、系列进给驱动模块。2.1.2.3MITSUBISHI公司交流进给驱动系统MITSUBISHI公司的交流驱动单元有通用型的MR-J2系列，采用PWM控制技术，交流伺服电动机有HG-MF系列、HA-PF系列、HC-SF系列和HC・RF系列。另夕卜，MITSUBISHI公司还有用于数字伺服系统的MDS-SVJ2系列交流驱动单元。2.1.2.4A—B公司交流进给驱动系统A-B公司的交流驱动系统有1391系统交流驱动单元和1326型交流伺服电动机。另外，还有1391—DES系列数字式交流驱动单元，相应的伺服电动机有1391

7、—DES15、1391—DES22和1391—DES45三种规格。2.1.3步进驱动系统在步进电动机驱动的开环控制系统中.典型的产品冇KT400数控系统及KT300步进驱动装置，SINUMERIK802S数控系统配STEPDRIVE步进驱动装置及IMP5五相步进电动机等。2.2伺服系统结构形式伺服系统不同的结构形式，主要体现在检测信号的反馈形式上，以带编码器的伺服电动机为例：2.2.1方式一转速反馈信号与位置反馈信号处理分离，驱动装置与数控系统配接有通用性。图5—12b为SINUMERIK800系列数控系统与SI

8、M0DIVE611A进给驱动模块和1FT5伺服电动机构成的进给伺服系统。b)图5・12伺服系统(方式一)"框图b[SIEMENS伺服进给系统数控系统位宜控制模块上X141端口的25针插座为伺服输出口，输出0〜±10v的模拟信号及使能信号至进给驱动模块上56、14速度控制信号接线端了和65、9使能信号接线端了；位控模块上的XIII、X121和XI引端口的15针插座为位置检测