数控机床进给驱动系统-课件PPT讲义(演示稿)

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数控机床的进给伺服系统ppt课件

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稳定性:指输出速度的波动要少,尤其是在低
速时的平稳性显得特别重要。
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2. 输出位置精度要高 ▢ 静态:定位精度和重复定位精度要高,即定
位误差和重复定位误差要小。(尺寸精度) ▢ 动态:跟随精度,这是动态性能指标,用跟
随误差表示。 (轮廓精度) ▢ 灵敏度要高,有足够高的分辩率。
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第二节 进给伺服驱动系统
一、概述
1. 进给伺服驱动系统由进给伺服系统中的 驱动电 机及其控制和驱动装置组成。
2. 驱动电机是进给系统的动力部件,它提供执行 部分运动所需的动力,在数控机床上常用的电 机有:
步进电机
直流伺服电机
交流伺服电机
直线电机
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3. 速度单元是上述驱动电机及其控制和驱动装置,通 常驱动电机与速度控制单元是相互配套供应的, 其性能参数都是进行了相互匹配,这样才能获得 高性能的系统指标。
Z1
t
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解: (1)由计算脉冲当量:
L0
360
4. 速度控制单元主要作用:接受来自位置控制单元的 速度指令信号,对其进行适当的调节运算(目的是 稳速),将其变换成电机转速的控制量(频率,电压 等),再经功率放大部件将其变换成电机的驱动电 量,使驱动电机按要求运行。
即,调节、变换、功放。
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5. 进给驱动系统的特点(与主运动(主 轴)系统比较):

√“三拍”——每一拍转子转过一个步距角,这样“三
拍”是指通电换接三次后完成一个通电周期。 ➢三相六拍通电方式 ——即按A AB B BC C CA
相序通电。(见下图)

数控机床进给伺服驱动系统.ppt

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• 脉冲、数汾字比较伺服系统
• 经相位比较伺服系统
• 碎 幅值比较伺服系统
•增 全数字伺服系统
第二节 步进伺服驱动厂控制

在数机控机床中使用的伺服电脆动机有
步进电动机、直黍流伺服电动机、交流伺遁
电动机和直线电动机等卧。步进伺服驱动系
统的甥执行元件是步进电机。
步进电蔼动机一般用于开环伺服殊系统中, 没有位置反馈训环节,位置控制精度由舰步进电 动机和进给链来决定。

曲线2—实际的借移
正补偿脉冲 B 动(有螺距的误差)
误差

曲线3—补偿前的误
沛差曲线

O
补偿脉冲
曲线4—补偿后的误
图5-16 螺距误差补偿原理
差曲线
曲线 1 - 理想的移动(没有螺距的误差)曲线 2 - 实际的移动(有螺距的误差)
第三节 闭环伺服控制先原理与系统
闭环控制的特点:坏工作可靠,抗干扰性强砍,精度高,但增加 了位翁置检测、反馈、比较等盼环节,结构复杂,调试嗜困难。
– 实现方法:
• 安俩置两个补偿杆 • 按照螺範距误差在补偿杆上设置疡挡块 • 工作台移动时行力程开关与挡块接触
时进行补偿。
第二节 步进伺服驱动明控制
机床运动
1 2
0.01 mm l
O
误差
3
O
脉冲数
1
2
0
脉冲数
-1
-2
微动开关 A
补偿杆 A
补偿杆 B
B
曲线1—理想的移动
(叼没有螺距误差)
负补偿脉冲 A
第五章 数控机床的进俺给伺服系统
第一节 概述讹
一、定义:
伴 进给伺服系统(吏Feed Servo硅 System)——毙以移

数控机床进给系统介绍(ppt 21页)

数控机床进给系统介绍(ppt 21页)
3、减少惯量:高速运转零件的惯量影响伺服系统的 启动和制动特性。
二 、滚珠丝杠螺纹副
1、
滚珠丝杠螺母副的特点
2、
滚珠丝杠螺母副间隙的调整
3、
滚珠丝杠的安装
4、
滚珠丝杠的防护
5、滚珠丝杠螺母副的代号、精度等级和标注
1、 滚珠丝杠螺母副的特点
滚珠丝杠工作原理:
如图是滚珠丝杠结构图, 其工作原理是:
在丝杠和螺母上加工有 弧形螺旋槽,当把它们 套装在一起时形成螺旋 通道,并且滚道内填满 滚珠。
间隙消除量⊿可用下式简便地计算出:
⊿=nt/z1/z2或n=⊿z1z2/t 式中 n--螺母在同一方向转过的齿数;
t--滚珠丝杠的导程;
z1,z2--齿轮的齿数。 例如,当z1=99、z2=100、t=10mm时, 如果两个螺母向相同方向各转过一个齿时,其相对轴 向位移量为
s=t/(z1z2)=10/(100*99)≈0.00lmm, 若间隙量为0.005mm,则相应的两螺母沿同方向转过 5个齿即可消除。
所以在进给传动系统中广泛采用各种间隙消除措施,
但是采用预紧等各种措施后仍然可能留有微量间隙。
此外由于受力的作用后产生弹性变形,也会产生间 隙,
所以在进给系统反向运动时仍需由数控装置发出脉 冲指令进行自动补偿。
综合而言,在设计进给系统时,应充分 注意减少摩擦阻力、提高传动精度和刚 度、消除传动间隙、减少运动部件惯量。
消除间隙的方法除了少数用微量过盈 滚珠的单螺母消除间隙外,常用的方 法是用双螺母消除丝杠、螺母间隙。
如图是双螺母垫片调隙式 结构,通过调整垫片的厚 度使左右螺母产生轴向位 移,就可达到消除间隙和 产生预紧力的作用。这种 方法结构简单、刚性好、 装卸方便、可靠。但缺点 是调整费时,很难在一次 修磨中调整完成,调整精 度不高,仅适用于一般精 度的数控机床。

《数控机床进给系统》PPT课件

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滑动导轨
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3、滑动导轨 1> 滑动导轨的结构
三角形导轨: 三角形截面,有两个
导向面,同时控制垂 直方向和水平方向的 导向精度.
这种导轨在载荷的 作用下能自行补偿而 消除间隙,导向精度 较其他导轨高.
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3、滑动导轨 1> 滑动导轨的结构
燕尾槽导轨:
这种滑动导轨的高 度值最小,能承受颠 覆力矩,摩擦阻力也 较大.
高速时的温升.一般常用压力循环润滑和定时定 量润滑两种方式.数控机床上滑动导轨的润滑主 要采用压力润滑.
导轨的防护是防止或减少导轨副磨损,延长导轨 寿命的重要方法之一.防护装置有刮板式、卷帘式 和伸缩式等.数控机床上大多采用伸缩式防护罩.
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2. 滚珠丝杠螺母副的结构及其特点
按螺旋滚道法向截面形状分: 单圆弧型和双圆弧型 按滚珠循环方式分: 内循环式和外循环式 按消除轴向间隙和调整预紧方式分: 垫片预紧式、螺纹预紧式和齿差预紧式 按用途分: 定位滚珠丝杠副<P类>、传动滚珠丝杠副<T类>
数控机床进给运动采用P类.
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内循环滚珠螺母结构
1
2〕要求
为此,数控机床的进给传动系统必须满足以下 要求: 〔1〕减少运动部件的摩擦阻力小; 〔2〕提高传动精度和刚度; 〔3〕运动部件惯量小;
3〕方法与措施
〔1〕变滑动丝杠为滚珠丝杠; 〔2〕使用滚动导轨、贴塑导轨、静压导轨; 〔3〕减少传动间隙,对丝杠、支承进行预紧; 〔4〕传动件结构合理化,减少尺寸,降低惯量;
通过预加负载可提高其刚性,且具有自调的能力,安装基 面的许用误差大.
2> 滚动导轨块 用滚动体进行循环运动,滚动体为滚珠或滚柱,
承载能力和刚度都比直线滚动导轨高,但摩擦系 数略大.

第7章 数控机床的进给伺服系统PPT课件

第7章 数控机床的进给伺服系统PPT课件
起动频率fq 的选择 先计算电机轴上的等效负载转动惯量:
式中 J1、J2——齿轮的转动惯量(N·m·s2);J3——丝杠的转动惯量 d ——冲当量(mm/脉冲)。
然后进行负载启动频率fqF 的估算; 式中 fq——空载启动频率(Hz),T——由矩频特性决定的力矩(Nm)
J——电机转子转动惯量(N·m·s2)。 依照机床要求的启动频率fqF ,可选择fq
第七章 数控机床的进给伺服系统
7-1 概述 7-2 步进电动机及其驱动系统 7-3 直流伺服电动机及其速度控制 7-4 交流伺服电动机及其速度控制 7-5 主轴驱动 7-6 位置控制
§ 7-1 概述
立式铣床
加工中心 刀库刀具定位电机 机械手旋转定位电机
带制动器伺服电机 主轴电机
伺服电机
伺服驱动系统(Servo System)
称做空载运行频率fmax。它也是步进电动机的重要性能指标,对于提高 生产率和系统的快速性具有重要意义。
fmax 应能满足机床工作台最高运行速度。
6. 运行矩频特性 运行矩频特性T=f(F)是描述步进电动
机连续稳定运行时,输出转矩T与连续运行 T 频率之间的关系。它是衡量步进电动机运转 时承载能力的动态性能指标。
f
三、步进电动机驱动电源 1. 作用 发出一定功率的电脉冲信号,使定子励磁绕组顺序通电。 2. 基本要求 (1)电源的基本参数与电动机相适应; (2)满足步进电动机起动频率和运行频率的要求; (3)抗干扰能力强,工作可靠; (4)成本低,效率高,安装维修方便。
1.步距角 步进电动机每步的转角称为步距角,计算公式:
θ= 360 (°) Z mK
式中 m—步进电动机相数 Z—转子齿数 K—控制方式系数, K=拍数p/相数m

《数控技术及应用》数控机床进给伺服系统的控制原理(共25张PPT)

《数控技术及应用》数控机床进给伺服系统的控制原理(共25张PPT)
1. 工作台位移量的控制 2. 工作台进给速度的控制
3. 工作台运动方向的控制
综上所述,在步进式伺服系统中,输入进给脉冲数量、频率、 方向经驱动控制线路和步进电动机,可以转换为工作台的位移 量、进给速度和进给方向,能够满足数控机床伺服系统对位移 控制的要求。
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7.3.3 提高步进系统精度的措施
是x=kz,其中k是常数,该直线 轨迹方程等价于式(7-1)所示的 参数方程组。
对于两轴zx圆弧vk插zvtz补t (图7.2),轨
迹如图7.2所示,轨迹方程是 x2+z2=r2。该圆弧轨迹方程等价
于参数方程式组(7-2)。
第6页,共25页。
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7.2.2 指令值的修正
现在来分析典型的斜坡位置指令。参见图7.3。图7.3(a)表示的是 斜坡位置指令,图7.3(b)表示的是图7.3(a)中所包含的进给速度 信息,图7.3(c)表示图7.3(a)中所包含的加速度信息。很明显, 这里没有加减速的过程,进给速度是突变的,这样就产生了冲击 加速度,加速度是与驱动力成正比的,因而冲击加速度意味着驱 动力的冲击,这对机械传动部件是不利的。此外,指令进给速度 的突变会造成系统跟踪失步,增大跟随误差。
(3)临界阻尼 很(1)明显,这里没分有别加解减释速开的环过、程闭,环进、给半速闭度环是的突概变念的。,这样就产生了冲击加速度,加速度是与驱动力成正比的,因而冲击加速度意味着驱动力的
冲开击环, 系这统对驱机动械控传制动线部路件接是受不来利自的数。控机床控制系统的进给脉冲信号,并将该信号转换为控制步进电动机各定子绕组依次通电、断电的信号,使步
定。这一误差就称为系统跟随误差。
由图7.15可知,“伺服滞后”与“跟随误差”本质是一样

数控机床进给驱动系统概述PPT(共 115张)

数控机床进给驱动系统概述PPT(共 115张)
减少磨擦发热。 低速移动准确、均匀,运动平稳性好。 抗振性好。
缺点: 结构比较复杂。 增加了一套液压设备。 调整比较麻烦。 对导轨的平面度要求比较高。
※ 滑动导轨----静压导轨
※ 滑动导轨----分类
(2)动压导轨:
动导轨的速度越高,越容易形成液 体润滑,油楔的承载能力也越大。因此 ,适用于主运动导轨。
润滑 不良
检查定量分油器
清除污物使油管 畅通
滚珠 滚珠丝杆轴承压盖压合不 调整压盖,使其
丝杆 良
压紧轴承
5
副噪 声
滚珠丝杆润滑不良
检查分油器和油 路,使润滑油充

※ 4、滚珠丝杠副的常见故障及诊断排 除方法
序 故障 号 现象
故障原因
排除方法
轴向预加载荷太大 调整轴向间隙和预加载 荷
滚珠 丝杠 6 不灵 活
回路管道
※ (一)滚珠丝杠副

(a)单圆弧 (b)双圆弧
螺纹滚道型面
※ (一)滚珠丝杠副
3、滚珠丝杠副的种类 按滚珠返回的方式不同可以分为
内循环式和外循环式两种。
※ (一)滚珠丝杠副
内循环。靠螺母上安装的反向器接
通相邻滚道,使滚珠成单圈循环。反向
器的数目与滚珠圈数相等。
丝杠
螺母 滚珠
反向器
滚珠在循环的过程中始终没有脱离丝杠。
※ 内循环滚珠丝杠螺母副的特点
滚珠循环回路短,流畅性好,效率高;
※ 内循环滚珠丝杠螺母副的特点
螺母的径向尺寸小, 加工困难,装配 调整不易;
适用于高速、高灵敏度、高刚度的精密 进给系统。
※ (一)滚珠丝杠副
外循环。滚珠在循环过程结束后, 通过螺母外表面上的螺旋槽或插管返回 丝杠螺母间重新进入循环。

数控机床进给系统ppt课件

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同步带
螺母 滚珠丝杠
镶条
缓冲块
滚珠丝杠 前支承 螺母
滑板 同步带 交流伺服 电动机 脉冲编码器
MJ-50型数控车床Z轴进给结构
传动特点:交流伺服电机+同步带+滚珠丝杠 主要构造: 1)与丝杠同轴安装编码器; 2)单螺母滚珠丝杠; 3)丝杠支承: 前端支承:三列角接触球轴承; 后端支承:单列滚子轴承; 4)丝杠固定:前端固定+后端浮动; 5)电动机与同步带联接:无键联接;
卧式车床的布局
传递动力,实现主轴 变向、变速的主运动
主轴箱 卡盘
装夹车刀,实现纵向、 支承长工件,安装 孔加工刀具 横向和斜向运动
刀架
尾架
支承、安装 各主要部件
床身
底座 进给箱 底座 溜板箱
用于改变进给量 或被切螺纹导程
实现刀架纵向、横向进 给、快速移动或车螺纹
同步带轮 MJ-50型数控车床X轴进给结构 滚珠丝杠 螺母 后支承 缓冲块
进给系统的装配方法
三、修配装配法 2、特点:主要优点是:组成环均可以加工经济精度制造, 但却可获得很高的装配精度。不足之处是:增加了修配工作量,生 产效率低;对装配工人的技术水平要求高。 3、应用: 修配装配法适用于单件小批生产中装配那些组成环 数较多而装配精度又要求较高的机器结构。
四、调整装配法 调节调整件相对位置的方法有可动调整法、固定调整法和误 差抵消调整法等三种。 2、特点:主要优点是:组成环均可以加工经济精度制造,但却 可获得较高的装配精度;装配效率比修配装配法高。不足之之处: 是要另外增加一套调整装置。 3、应用:可动调整法和误差抵消调整法适用于在小批生产中应 用,固定调整法则主要适用于大批量生产。
进给系统的装配方法
不足之处:当装配精度要求较高,尤其是在组成环数较多 时,组成环的制造公差规定得严,零件制造困难,加工成本高。 (2)应用: 完全互换装配法适用于在成批生产、大量生产中装 配那些组成环数较少或组成环数虽多但装配精度要求不高的机 器结构。

数控机床的进给传动系统介绍(ppt 54页)

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二、滚珠丝杠副的循环方式
常用的循环方式有外循环与内循环两种。 (1)外循环
滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的称 为外循环。 (2)内循环
滚珠在循环过程中,始终与丝杠保持接触的 称为内循环
三、滚珠丝杠副的预紧
滚珠丝杠副预紧的目的是为了消除丝杠与 螺母之间的间隙和施加预紧力,以保证滚珠丝 杠反向传动精度和轴向刚度。
四、滚珠丝杠副的应用
(一)滚珠丝杠副的支承 常见安装方式有以下四种情况:
(1)固定—自由 适用于低转速,中精度,短轴向 丝杠。
(2)支承—支承 适用于中等转速,中精度。 (3)固定—支承 适用于中等转速、高精度。 (4)固定—固定 适用于高转速、高精度。
(二)滚珠丝杠副的选择方法
选用要点:
应该根据机床的精度要求来选用滚珠丝杠副 的精度,根据机床的载荷来选定丝杠的直径, 并且要验算丝杠扭转刚度、压曲刚度、临界转 速与工作寿命等。
故障现象
滚珠丝杠副 噪声
故障原因
维修方法
丝杠支承轴承的压盖压合情况不 好
调整轴承压盖,使其压紧轴承端面
丝杠支承轴承可能破裂
如轴承破损,更换新轴承
电动机与丝杠联轴器松动
拧紧联轴器,锁紧螺钉
丝杠润滑不良
改善润滑条件,使润滑油量充足
滚珠丝杠副滚珠有破损 轴向预加载荷过大
滚珠丝杠 运动不灵活
丝杠与导轨不平行 螺母轴线与导轨不平行 丝杠弯曲变形
二、直线电动机的特点
1、优点 (1) 高速响应 (2) 精度 (3) 动刚度高 (4) 速度快、加减速过程短 (5) 行程长度不受限制 (6) 运动噪音低 (7) 效率高
2、缺点
(1)效率低、功耗大、结构尺寸和自重相对较大;
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