数控机床的电气驱动与电机.doc
数控机床电气控制(1)
数控机床电气控制(1)数控机床电气控制是数控技术的重要组成部分，它主要负责控制和驱动数控机床的各个部件，在保证机床精度和生产效率的同时，也是实现数控加工自动化的基础。
下面就数控机床电气控制的相关内容进行详细阐述：一、数控机床电气控制的基本原理数控机床电气控制的基本原理是将外部的指令信号通过数控装置解码处理后，转换成高速脉冲信号输出给各种指令信号对应的电机驱动器，以控制机床各个部件的运动。
其中，电机驱动器可以根据不同的控制方式进行选择，如步进电机驱动器、伺服电机驱动器等。
二、数控机床电气控制的主要功能1、数据处理功能：包括位置控制、运动规划和插补计算等。
2、控制信号输出功能：输出高速数据脉冲信号，控制电机驱动器的运动。
3、报警保护功能：根据机床状态监测，判断是否存在故障，并及时报警提示、保护机床不受损坏。
4、通讯功能：与上位机进行通讯，实现各种数据的互换。
三、数控机床电气控制的发展趋势1、智能化：未来的数控机床电气控制要拥有更高的自主判断能力和智能化，能够自主调整运动参数，及时处理异常情况，提高机床的生产能力。
2、模块化：模块化设计是未来的发展方向，将复杂的电气控制板块分解成多个小模块，各模块之间通过通讯接口进行数据交换，提高系统扩展性和可靠性。
3、高速化：随着机床运动速度的提高，未来数控机床电气控制需满足更高的速度要求，使运动控制信号更加精确，减小误差，保证产品精度。
总之，数控机床电气控制是数控技术中不可或缺的组成部分，其发展趋势将对数控技术的应用和发展带来更为深远的影响。
随着技术的不断进步和应用的不断拓展，数控机床电气控制将在未来的大规模工业生产中扮演越来越重要的角色。
FANUC数控系统机床电气原理图
YL-569型0i mate MD数控机床实训设备控制柜原理图版本：V14.41、本设备贯彻中华人民共和国机械行业标准JB/T.2739-2008 “工业机械电气图用图形符号”的规定2、本设备贯彻中华人民共和国机械行业标准JB/T.2740-2008 的“项目代号四段标志法”2.1 项目代号采用下列四段标记：第一段 高层代号 前缀符号为 = 例如=D00第二段 位置代号 前缀符号为 + 例如+A1第三段 种类代号 前缀符号为 - 例如-QF1第四段 端子代号 前缀符号为 ：例如：103.本图纸还采用了JB2740标准的图区索引法4.代号意义B 总体设计布局及安排，接线板互连图D 电源系统，交流驱动系统N 直流控制系统P 交流控制系统5.斜体下划线表示线号如“5”表示5号线，用于智能化考核系统的输入。
F EDC B F ED图纸说明电 气 原 理 图编 码电气图号设备型号日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记CBAAF 3029285648U 44W 42润滑输出刀库后位输入刀库后位输出刀库前位输入刀库前位计数3813646362616059585756555453冷却排屑5049525351超程刀松刀夹松刀超程5251D E F DE标 记标 记更 改 文 件 号签 字日 期设备型号电气图号编 码电 气 原 理 图XT1表W 4117排屑电机W72V72U72风扇电机W34V34U34321控变380伺变220伺变380冷却电机U 41W32V32U32W31V31U31W1V1U116151413121110987654XT1BC BC输入公共端急停175416气压液位208206气密松刀抱闸24V200204I/O-24V 05CX362616CX41514控变24W 46U 465049启动急停系统24V 伺服24V继板24V 伺服220CX3控变110控变22076555W33V33U331U 43W 43U 43W 42U 42484746454443424140393837363534333231302928272625242322212019181.71.61.51.41.31.21.11.032313029202443.2F 2062021061042024342414039383736353433 2.72.52.32.1 2.62.42.22.03.03.1EDF 5620220420229202108202381360595857565554535251504948474645 3.33.43.53.63.7注：1、①表示端子号,例：①表示XT2：1XT2图电 气 原 理 图编 码电气图号设备型号日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记ED-KA1391.00.7304828PCB2009194681754535251-KA12-KA11XT22726252423222120876543211.21.42.62.42.22.01.61.51.72.12.32.52.71.3 1.1CB162650498167618060-KA18-KA17-KA16-KA15-KA1428191817161514131211100.60.50.40.30.20.10.0B010V24V 24V CBX2.1手摇倍率-XT1055F X2.0Y7.7手摇灯急停2423KP24启动停止222120194321KP24KP24*1RC-L+L DEF 17X11.5X2.5X2.4X2.3X2.2手摇轴选-XT106251816X4.7X11.6X11.7注：1、①表示端子号,例：①表示XT3：11514131211109876Y ZA24V0VX2.6X2.7X4.2XLC*10DE标 记标 记更 改 文 件 号签 字日 期设备型号电气图号编 码电 气 原 理 图XT3图XT3控制面板B C BCY2.5Y2.7Y2.6Y2.4Y2.3Y2.2Y2.1Y2.0F 41U439O 99C 272625EDF 39U43U47U46U422U42U44U4246U4344U434U4348478O 88C 7O 77C 6O 66C 5O 55C 4O 44C 3O 33C 2O 22C46454443424140393837363534333231302928注：1、①表示端子号,例：①表示XT2：1XT2电 气 原 理 图编 码电气图号设备型号日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记EDKA8242322XT5CBKA7KA5KA4KA6Y27Y26Y25PCB2009197Y24Y23Y22Y21KA2KA1KA3Y20500521201918171615141312111098765431010112345678921CB1--接地2--刀库U 3--刀库V 4--刀库W1--空脚2--抱闸0V 3--打刀缸4--抱闸24V 5--主轴气密封F XP1润滑、抱闸E DF XS31刀库电机接插件定义电 气 原 理 图编 码电气图号设备型号日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记ED1--0V2--刀库前位输入3--刀库前位输出4--刀库后位输入5--刀库后位输出6--计数7--空脚8--空脚9--24VWS20-5-KZXS1刀库信号CBWS20-9KZAWS28-12-kZ1--空脚2--主轴风扇U 3--主轴风扇V 4--主轴风扇W 5--冷却电机U 6--冷却电机V 7--冷却电机W 8--排屑电机19--排屑电机210--排屑电机311--照明电源112--照明电源2WS28-4-kZXS41主轴风扇 冷却电机 排屑电机CBA1--空脚2--空脚3--输入公共端4--气压5--松刀6--刀紧7--刀松8--空脚9--空脚10--空脚11--空脚12--空脚1--排屑输入信号2--照明输出信号3--冷却输入信号4--排屑反输出信号5--排屑正输出信号6--冷却输出信号7--M30断电信号8--24V-9--0V-10--刀库反转输出信号11--刀库正转输出信号12--润滑输出信号13--CX314--CX315--抱闸24V 16--抱闸0VF XS81 PLC信号EDF XS71 刀库输入信号接插件定义电 气 原 理 图编 码电气图号设备型号日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记EDWS28-16-kZXS51伺服主电源1--伺服电源1（驱动风扇）2--伺服电源23--伺服电源3（驱动风扇）4--地线CBTYP-5618-k1--空脚2--超程3--超程4--X05--Y06--Z07--X限位8--Y限位9--Z限位10--输入公共端WS24-10-kZXS91 限位信号WS24-12-kZCBWS28-16KTD WS24-10JTD F WS24-12KTD WS24-12-JZXS72 刀库输入信号XS42主轴风扇、润滑电机、冷却电机WS28-12KTD WS28-12-JZWS20-9KTD XS2刀库信号WS20-9JZWS24-10KTD XS92 限位信号WS24-10-JZ XS32刀库电机WS28-4KTD WS28-4-JZ WS20-5KTD XP2润滑、抱闸WS20-5-JZXS82PLC信号WS28-16-JZ备用XS91 限位信号WS24-10-kZ机床侧EDF 备用备用XS52伺服主电源接插件连接图电 气 原 理 图编 码电气图号设备型号日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记EDXS41主轴风扇、排屑电机、冷却电机WS28-12JTD WS28-12-kZXS43主轴风扇、润滑电机、冷却电机WS28-12JTD WS28-12-kZWS28-16JTD WS28-16-kZXS83PLC信号XS33刀库电机WS28-4JTD WS28-4-kZ备用WS28-16JTD WS28-16-kZXS31刀库电机WS28-4JTD WS20-5JTD WS20-9JTD WS28-4-kZXS81PLC信号XP1润滑、抱闸XS1刀库信号WS20-5-KZWS20-9KZCBTYP-233-J XS53伺服主电源TYP-5618-k接线柜侧备用控制柜侧TYP-233-K TYP-233-J WS24-12JTD WS24-12-kZXS71 刀库输入信号TYP-5618-jXS51伺服主电源TYP-5618-kCB技术要求：黑色--交流或直流动力线红色--交流控制线蓝色--直流控制电路白色--直流0V F A电源输入端子NNU422U42W42-KA18=N00/18.D9S9分励脱扣DE-W1L3L2L140A-QS0BC1L11L21L350HZ 40A3相5线 380V 设备总电源（电气控制单元）F 标 记标 记更 改 文 件 号签 字日 期编 码A短路保护NDE设备型号电气图号电 气 原 理 图电路图总电源保护接地铜排L11L12L13BC2L12L22L3=D01/1.B2-QS1 -FU1D40A 32A6mm 2黑色漏电保护F 编 码日 期签 字更 改 文 件 号标 记标 记F 单片机电源AA故障板电源、YL-015-GS3E D CBNL1=D00/1.C94L12A-Q2+5V0V单片机板考核系统电源图电 气 原 理 图电气图号设备型号ED+12V0V故障板CB20.75mm 黑色设故系统电源控制F =P01/1.D8D EF 标 记标 记更 改 文 件 号签 字日 期编 码DE设备型号电气图号电 气 原 理 图伺服主电源图伺服主电源AXS52XS51220V～220V～220V～=D01/2.F5U33V33W33B CA24mmBC。
数控机床电气控制系统的组成
数控机床电气控制系统的组成在今天这个科技飞速发展的时代，数控机床可谓是工业界的“明星”。
想象一下，机器自动精准地完成各种复杂的加工任务，简直让人惊叹不已！不过，要让这些机床跑起来，可少不了它们的电气控制系统。
今天咱们就来聊聊这个神秘又有趣的系统，看看它到底是由哪些“拼图”组成的。
1. 数控系统1.1 控制器数控机床的核心，非控制器莫属。
就像是机器的大脑，负责处理所有的数据和指令。
控制器能接收来自计算机的程序，分析出机器应该怎么动，真的是个小天才！想象一下，你给它发个指令，它立马就能做出反应，分分钟就能把一块金属变成你想要的形状。
控制器的“聪明才智”让机器变得活灵活现，不再是个死板的工具。
1.2 操作面板再说说操作面板，这可是人机互动的“桥梁”。
操作面板就像是机器的脸，让操作员能轻松地与它沟通。
通过触摸屏、按钮等，操作员可以设置参数，查看状态，甚至手动控制机器。
试想一下，当你在操作面板前，轻轻一按，机床就开始转动，那感觉就像是在指挥一场音乐会，简直爽歪歪！2. 驱动系统2.1 电动机驱动系统是数控机床的动力源泉，而电动机就是这其中的“大力士”。
这家伙负责将控制器的指令转化为实际的运动，没它可不行。
电动机有各种类型，比如步进电动机和伺服电动机，每种都有自己的拿手绝活。
就像在打游戏，不同角色有不同的技能，而电动机就是为机床“加油”的那一位，让它能快准狠地完成各种任务。
2.2 驱动器接下来是驱动器，它就像电动机的“教练”，负责控制电动机的运行状态。
驱动器会根据控制器发来的信号，调整电动机的转速和方向，确保机床始终在正确的轨道上前行。
想象一下，如果电动机是个跑步运动员，那驱动器就是在旁边不停喊着“加油”的教练，让运动员能发挥出最佳水平，争取到达终点。
3. 反馈系统3.1 传感器反馈系统可是数控机床的“眼睛”，它的好坏直接影响到加工的精度。
传感器负责实时监测机床的运行状态，捕捉位置、速度等信息，然后把这些数据反馈给控制器。
数控技术及应用第6章 数控机床的电气驱动-步进电动机
工作方式
步进电机的工作方式可分为：三相单三拍；三相单、 步进电机的工作方式可分为：三相单三拍；三相单、 双六拍；三相双三拍等 双六拍；三相双三拍等。“单”是指每次只有一相 绕组通电，“三拍”是指每三次换接为一个循环。
一、三相单三拍
（1）三相绕组联接方式：Y 型 三相绕组联接方式： （2）三相绕组中的通电顺序为： 三相绕组中的通电顺序为： A相 → B相 → C相 通电顺序也可以为： 通电顺序也可以为： A 相 → C 相→ B 相
A 相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐。 相通电使转子1 对齐。
A
B'
A C' B
B'
C' B
A'
C
A'
C
B相通电，转子2、4齿 相通电，转子 、 齿 相通电 相轴线对齐， 和B相轴线对齐，相对 相轴线对齐 A相通电位置转 °； 相通电位置转30° 相通电位置转
C相通电再转 ° 相通电再转30° 相通电再转
（3）工作过程 ） A 相通电，A 方向的磁 相通电，
A
B' 4 1 2 3 A'
通经转子形成闭合回路。 通经转子形成闭合回路。
C' B
若转子和磁场轴线方向 原有一定角度， 原有一定角度，则在磁 场的作用下，转子 场的作用下，
C
被磁化，吸引转子， 被磁化，吸引转子，由于磁力线总是要通过磁 阻最小的路径闭合， 阻最小的路径闭合，因此会在磁力线扭曲时产 生切向力而形成磁阻转矩，使转子转动，使转、 生切向力而形成磁阻转矩，使转子转动，使转、 定子的齿对齐停止转动。 定子的齿对齐停止转动。
2、步进电动机
工作原理： 工作原理 ： 步进电机是利用电磁铁原理,将脉冲 脉冲 线位移或角位移的电动机。每来一个 信号转换成线位移或角位移 线位移或角位移 信号 电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移动一小 段距离。 特点： 特点：(1)来一个脉冲，转一个步距角。 (2)控制脉冲频率，可控制电机转速。 (3)改变脉冲顺序，改变转动方向。 (4)角位移量或线位移量与电脉冲数成正比。
数控机床主轴驱动变频控制
数控机床主轴驱动变频控制一、前言数控机床是传统机床向智能化方向发展的结果，其操作简单、精度高、效率高等特点，使得其在现代制造业中大有用处。
数控机床中的主轴驱动控制是其中的一个重要环节，其精度和可靠性对整个机床的操作效果有着至关重要的作用。
本篇文档将主要介绍数控机床主轴驱动变频控制相关知识。
二、数控机床主轴驱动变频控制的原理数控机床的主轴驱动控制系统主要是由相关电气元件组成的变频器控制系统。
变频器就是将市电通过整流、滤波、逆变后输出一定的频率、电压并控制电机转速的电子装置。
在数控机床的主轴驱动系统中，变频器通过对电机控制进行电压和频率的调整，来实现主轴的旋转，进而控制其转速和输出功率。
变频器输出的频率、电压均可调整，因此可以通过控制变频器的输出，来实现对主轴的速度调节。
电气控制系统通过实时监测机床运行状态、主轴运行状态、机床速度、主轴转速等信息，根据预先设定的运转条件，通过控制变频器输出的电压、频率实现对机床的工作状态并实现对主轴的速度调节。
三、数控机床主轴驱动变频控制的优点与传统机床的主轴驱动方式相比，数控机床主轴驱动变频控制有诸多优点，主要体现在以下几个方面：1.可调性强：通过对变频器的控制，可以实现精确的主轴转速调节，可以满足不同需求的工件加工。
2.精度高：由于采用了电气控制系统，可以实现主轴转速的精确控制，进而实现加工精度的提高。
3.效率高：数控机床主轴驱动变频控制由于能够实现电气控制，减少了机械传动过程中的机械损耗，因此其效率远高于传统机床主轴驱动方式。
4.运转平稳：变频器可以调节输出电压和频率，可以进一步实现对主轴转速的控制，从而实现机床运转的平稳。
四、数控机床主轴驱动变频控制的应用数控机床主轴驱动变频控制技术的应用相当广泛，可以应用于各种数控机床类型，包括数控车床、数控加工中心、数控铣床等。
特别是在高速、高精度、高效率的加工应用中，其优势更加明显。
五、数控机床主轴驱动变频控制的维护和保养为了确保数控机床主轴驱动变频控制系统的长期稳定运行，必须进行日常的维护和保养。
数控机床电器控制系统的组成
数控机床电器控制系统的组成数控机床是一种高精度、高效率的机床，其精度和效率的高低，很大程度上取决于数控机床电器控制系统的质量。
数控机床电器控制系统是数控机床的核心，它由多个部分组成，包括电源、接口板、驱动器、运动控制卡、电机等，下面我们将逐一介绍这些部分的作用及其组成。
一、电源电源是数控机床电器控制系统的基础，它为数控机床提供电能，使数控机床的各个部分能够正常工作。
电源的主要作用是将交流电转换为直流电，提供给数控机床各部分使用。
电源的组成包括变压器、整流器、滤波器、稳压器等。
二、接口板接口板是数控机床电器控制系统的关键部分，它是整个系统中各个部分之间的桥梁，负责将数控系统的指令传递给驱动器和电机，控制数控机床的运动。
接口板的组成包括接口芯片、信号转换电路、电源电路等。
三、驱动器驱动器是数控机床电器控制系统中非常重要的部分，它负责将接口板传递过来的信号转换为电机能够理解的信号，控制电机的转动。
驱动器的组成包括功率放大器、控制电路、保护电路等。
四、运动控制卡运动控制卡是数控机床电器控制系统中的核心部分，它是整个系统的控制中心，负责将接口板传递过来的指令转换为电机能够理解的信号，控制电机的转动。
运动控制卡的组成包括运动控制芯片、时序控制电路、数据存储器等。
五、电机电机是数控机床电器控制系统中最终执行工作的部分，它负责将电能转换为机械能，驱动数控机床进行工作。
电机的组成包括转子、定子、轴承、机壳等。
以上是数控机床电器控制系统的主要部分及其组成，每个部分都发挥着重要的作用，缺一不可。
数控机床电器控制系统的质量直接影响数控机床的工作效率和加工精度，因此，需要在设计和制造过程中严格把控每个部分的质量，确保整个系统的稳定可靠性和高效性。
机床电气控制
机床电气控制机床电气控制，是指通过电气信号对机床的各个部件进行控制和调节的过程。
它是现代机床制造的重要组成部分，是机床自动化和智能化的实现必要手段。
机床电气控制的主要内容包括：电气传动系统、数控系统、机床保护系统等。
一、电气传动系统机床电气控制的重要组成部分是电气传动系统。
电气传动系统是指通过电气信号，对机床的电动机等执行元件进行调节，控制机床的动力输出，实现有效的加工作业。
电气传动系统分为两个部分：主轴驱动系统和进给系统。
主轴驱动系统是指控制主轴电动机的运转状态，以便实现高速、稳定的主轴转动。
当主轴电机正常工作时，它承担了机床的高精度加工和高负荷加工的任务，切削热能利用率较高，能够实现高水平的产品质量。
进给系统是指控制进给电机的转速、转矩、切削速度等参数，以实现对工件加工的控制。
进给控制系统的设计需要考虑到极限速度、车削速度、加工功率等多个参数，设置合理的控制范围和响应机制，确保加工的稳定性和安全性。
二、数控系统随着工业化和信息技术的不断发展，数控技术已经成为现代机床中不可或缺的一部分。
数控是指通过数字信号，对机床的运动、位置、加工参数进行精密控制，实现加工工艺的可编程、可执行和可监测。
数控系统主要包括CPU、执行器、编程器和显示器等。
CPU是数控系统的核心部分，是用于控制加工数据流、计算加工轨迹、调节加工参数的计算机芯片。
执行器是指数控系统中的动作控制器，用于控制机床的运动和加工过程。
编程器是用于将加工程序转换为数控程序的设备，包括数控语言、宏指令和参数化编程等。
显示器用于显示加工过程和加工结果的数控界面，包括图形界面和文字界面等。
三、机床保护系统机床保护系统是机床电气控制的重要组成部分，主要用于检测机床的运行情况和设备的状态，及时发现故障，保护设备的安全可靠运行。
机床保护系统主要包括以下几个方面：1、过流保护系统：用于检测主轴电机和进给电机的电流是否过大，超负荷时自动切断电源，保护电机和随之工件的损伤。
数控机床第8章 数控机床电气控制电路设计与案例(2015-08))
图8-4 保护接地连接
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(2）工作接地
为了保证设备的正常工作，如直流电源常需要有一极接地，作为参 考零电位，其他极与之比较，形成直流电压，例如±15V、±5V、±24V 等；信号传输也常需要有一根线接地，作为基准电位，传输信号的大小 与该基准电位相比较，这类地线称工作地线。在系统中一定要注意工作 地线的正确接法，否则非但起不到作用反而可能产生干扰，如共地线阻 抗干扰、地环路干扰、共模电流辐射等等。
周德卿 2015.8
2
图8-1 某数控车床的机床主电路与继电控制电路原理图
周德卿 2015.8
3
① 主电路如图8-1左半部分所示。该电路是指3相交流380V电源和起 拖动作用的电动机之间的电路，它由电源开关、熔断器、断路器或电动 机保护器的过流过压触点、热继电器的热元件、交流接触器的主触点、 电动机以及其它要求配置的电器如电源变压器、控制变压器、变频器、 交流开关稳压电源等电气元件连接而成。
在数控系统中，常用的隔离变压器有伺服变压器和控制变压器， 其产品与电气符号如图8-7所示。
图8-5 单点接地几种形式
周德卿 2015.8
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(3）屏蔽接地
为了抑制噪声，电缆、变压器等的屏蔽层需接地，相应的地线称为 屏蔽地线。在低阻抗网络中，低电阻导体可以降低干扰作用，故低阻抗 网络常用作电气设备内部高频信号的基准电平（如机壳或接地板），连 接时应标明符号“ ” 作为屏蔽地。以屏蔽电缆为例，数控系统中有很 多弱信号传输线，传输模拟信号或数字信号，如CNC到伺服驱动信号线、 编码器反馈电动机位置与速度的信号线等，它们极易受干扰必须使用屏 蔽电缆。
该电路的控制原理同典型的电动机拖动控制电路，只是控制 触点的信号来自CNC数控单元和I/0接口单元输出电路中的直流 继电器的常开（或常闭）触点，如图8-1中控制主轴电动机正、 反转的直流继电器KA1、KA2；控制刀架电动机正、反转的直流 继电器KA4、KA5等，均是由PLC相应输出接口控制的。
第1章 数控机床电气控制概述
第1章数控机床电气控制概述
图1-5开环控制系统结构
第1章数控机床电气控制概述 （2）闭环控制系统 闭环控制系统的机床上安装有检测装置，直接对工作台的位移量 进行检测，当数控装置发出进给指令信号后，经伺服驱动系统使工 作台移动时，安装在工作台上的位置检测装置把机械位移量变为电 量，反馈到输入端与输入设定指令信号进行比较，得到的差值经过 转换和放大，最后驱动工作台向减少误差的方向移动，直到误差值 消除停止移动。闭环系统具有很高的控制精度。图1-6为闭环数控 系统的结构图
第1章 数控机床电气控制概述
第1章 数控机床电气控制概述
• • • • • 1.1数控机床电气控制系统的组成及特点 1.2数控机床的分类及性能指标 1.3数控机床电气控制系统发展 1.4数控机床自动控制基础 思考题与习题
第1章数控机床电气控制概述
第1章 数控机床电气控制概述
1.1数控机床电气控制系统的组成及特点 • 1.1.1 数控机床电气控制系统的组成 • 数字控制（NC,Numerical Control，简称数控）技术 是用数字化信息进行控制的自动制技术，采用数控 技术的控制系统称为数控系统，装备了数控系统的机 床即为数控机床。 • 数控机床电气控制系统由数控装置（CNC, Computer Numerical Control）、主轴驱动系统、进给伺服系统、 检测反馈系统、机床强电控制系统、编程装置等几部 分组成。数控机床电气控制系统的组成如图1-1所示。
第1章数控机床电气控制概述
图1-3 数控铣床直线控制轨迹示意图
图1-2 数控钻床点位控制示意图
图1-4数控铣床轮廓加工示意图
第1章数控机床电气控制概述
（3）轮廓控制系统 轮廓控制系统又称连续控制系统，其特点是数控系统能够对两个 或两个以上的坐标轴同时进行连续控制。加工时不仅要控制起点和 终点，还要控制整个加工过程中每点的速度和位置。图1-4为数控 铣床轮廓加工示意图。 2.按工艺用途分类 （1）金属切削类数控机床 金属切削类数控机床和传统的通用机床产品种类类似，有数控车 床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控镗床以及加工中心机床 等。数控加工中心是带有自动换刀装置，在一次装夹后，可以进行 多种工序加工的数控机床。
数控机床电器控制系统的组成
数控机床电器控制系统的组成数控机床是一种高精度、高效率的机床，它能够实现复杂零件的加工。
数控机床的核心是数控系统，而电器控制系统则是数控系统中的一个重要组成部分。
本文将介绍数控机床电器控制系统的组成。
一、数控机床电器控制系统的基本组成数控机床电器控制系统包括电器控制柜、电源、电机、传感器、执行器等组成部分。
其中，电器控制柜是数控机床电器控制系统的核心部分，它包括主控制板、驱动板、电源板、交流接触器、断路器等。
主控制板是数控机床电器控制系统的中央处理器，它负责接收数控系统发出的指令，并将其转化为电信号发送给驱动板。
驱动板则负责控制电机的转动，它通过接收主控制板的信号，控制电机的转速和方向。
电源板则负责为整个电器控制系统提供电源，它将输入的交流电转化为直流电，并为各个部件提供稳定的电压和电流。
交流接触器和断路器则负责保护电器控制系统的安全。
交流接触器在电器控制系统中扮演着开关的角色，它可以控制电器的通断，从而实现电器的启动和停止。
断路器则可以在电器控制系统出现故障时自动断开电路，从而保护整个系统的安全。
二、数控机床电器控制系统的主要功能数控机床电器控制系统的主要功能包括：1、控制电机的转速和方向。
数控机床电器控制系统通过驱动板控制电机的转速和方向，从而实现机床的运动。
2、控制机床的进给速度。
数控机床电器控制系统可以通过控制电机的转速和方向，从而控制机床的进给速度。
3、保护机床的安全。
数控机床电器控制系统可以通过交流接触器和断路器保护机床的安全，避免机床因电器故障而受到损坏。
4、监测机床的状态。
数控机床电器控制系统可以通过传感器监测机床的状态，从而实现机床的自动化控制。
三、数控机床电器控制系统的优点数控机床电器控制系统具有以下优点：1、高精度。
数控机床电器控制系统可以精确控制机床的运动，从而实现高精度的加工。
2、高效率。
数控机床电器控制系统可以实现机床的自动化控制，从而提高加工效率。
3、可靠性高。
数控机床电器控制系统采用模块化设计，各个模块之间相互独立，从而提高了系统的可靠性。
数控机床主轴电气控制
目录
• 数控机床主轴电气控制概述 • 主轴电机及驱动技术 • 主轴电气控制系统的设计 • 主轴电气控制系统的调试与维护 • 数控机床主轴电气控制的未来发展
01
数控机床主轴电气控制 概述
主轴电气控制系统的组成
主轴驱动器
用于接收数控系统的指令，驱动 主轴电机旋转，实现主轴的启停、 正反转和调速等功能。
伺服电机
伺服电机具有快速响应、高精度、 高动态性能等优点，常用于高速、 高精度的数控机床主轴。
电机驱动技术
变频器驱动
变频器驱动技术可以实现电机速度的精确控制，具有 调速范围宽、精度高、节能等优点。
伺服驱动器驱动
伺服驱动器驱动技术可以实现电机的快速响应和高精 度控制，适用于高速、高精度的数控机床主轴。
ABCD
精度原则
主轴电气控制系统应具有高精度控制能力，以满 足加工零件的精度要求。
易用性原则
主轴电气控制系统应具有友好的人机界面，方便 操作和维护。
主轴电气控制系统的设计流程
系统设计
根据需求分析结果，设计主轴 电气控制系统的整体结构和功 能模块。
软件设计
根据系统设计要求，编写控制 程序，实现主轴电气控制系统 的各项功能。
正反转控制
根据加工需求，控制主轴电机的正反转，实 现主轴的顺时针和逆时针旋转。
自动换挡控制
根据加工需求，自动切换主轴电机的挡位， 实现主轴的多挡控制。
主轴电气控制技术的发展历程
模拟控制阶段
早期的主轴电气控制系统采用模拟电路实现控制，精度和稳定性较 低。
数字控制阶段
随着微处理器技术的发展，主轴电气控制系统逐渐采用数字电路实 现控制，提高了精度和稳定性。
智能控制阶段
数控机床的电气控制系统设计
数控机床的电气控制系统设计在设计数控机床电气控制系统时，首先要明确设计目标。
通常情况下，设计目标包括以下几个方面：高精度：提高数控机床的加工精度是首要任务。
电气控制系统作为机床的核心部分，对于提高机床精度起着至关重要的作用。
高效率：通过优化电气控制系统，提高机床的加工效率，从而缩短加工周期，提高产能。
易维护：考虑到后期维护和保养的问题，设计方案应使得电气控制系统易于更换和维修。
数控机床电气控制系统的组成部分主要包括以下几部分：主电路：包括电源、电动机、导轨等硬件设施，为整个系统提供动力。
控制电路：包括各种传感器、控制器、执行器等，用于监测和控制主电路的工作状态。
传感器：用于实时监测机床的工作状态，将信号反馈给控制电路。
操作显示屏：用于显示机床的工作状态和加工信息，同时也支持人工输入操作。
数控机床电气控制系统的设计步骤和方法如下：根据设计目标确定系统的基本架构，包括主电路和控制电路的布局。
根据设计要求选择合适的传感器和执行器，并布置在系统中。
依据系统的工作原理和性能要求，设计控制算法和程序，实现高精度和高效率的加工。
考虑到安全性，进行线路的优化和安全防护措施的设计。
数控机床电气控制系统的优化措施可以从以下几个方面进行：采用先进的控制算法：采用现代控制理论和方法，如模糊控制、神经网络控制等，以提高系统的动态性能和稳态精度。
提升智能化程度：通过引入人工智能和机器学习等技术，实现系统的自主决策和优化调整，提高生产效率。
增强抗干扰能力：针对恶劣工作环境和电磁干扰等问题，采取有效的电磁兼容设计和滤波抗干扰措施，以保证系统的稳定运行。
模块化和标准化设计：实现模块化设计和标准化元器件，便于系统的维护和升级，降低成本。
某汽车制造企业采用数控机床进行零部件的加工。
为了提高生产效率和降低成本，该企业决定对数控机床电气控制系统进行升级改造。
经过调研和分析，设计师团队采用了先进的模块化设计方案，使得系统更易于维护和扩展。
数控机床电气控制课程设计
数控机床电气控制课程设计前言随着数控技术的发展，数控机床已经成为现代工业中不可或缺的一部分。
而其电气控制系统的设计是其关键技术之一。
本文将介绍一种基于PLC控制器的数控机床电气控制系统设计方案。
设计方案系统架构本方案采用的是基于PLC控制器的电气控制系统设计方案。
具体来说，这个系统架构包括了以下几个部分：1.PLC控制器2.电气输入/输出模块3.人机界面4.步进电机驱动器5.直线电机驱动器6.伺服电机驱动器其中，PLC控制器是整个电气控制系统的核心，它负责控制整个系统的运行状态。
电气输入/输出模块则是负责接受电气控制信号并控制相关设备的运行。
人机界面则是负责与操作者进行交互的部分，包括显示系统的运行状态和控制参数。
步进电机驱动器、直线电机驱动器和伺服电机驱动器则分别是控制不同类型电机的部分。
控制策略在本方案中，控制策略采用的是开环控制策略。
具体来说，PLC控制器会根据运动轨迹和速度来控制步进电机和直线电机的运动。
而在伺服电机中，控制器将使用位置和速度反馈来控制伺服电机的运动。
接口设计人机界面通过使用触摸屏来实现交互。
在此基础上，系统将提供一个简单的图形界面，显示系统的运行状态和控制参数。
此外，还将提供一组操作按键，用于控制系统的开关与运行状态。
系统测试在实际使用前，本方案还需要进行一系列测试以检验电气控制系统的性能和可靠性。
首先，可将系统的控制参数设置到不同的值，并运行系统进行验证。
其次，对于系统中可能出现的故障，需要事先制定紧急处理措施。
最后，需要对整个系统进行长时间的稳定性测试，以确保其能持续稳定地运行。
总结本文介绍了一种基于PLC控制器的数控机床电气控制系统设计方案，并讨论了其系统架构、控制策略和接口设计。
此外，还介绍了对该系统进行测试的必要性。
通过这些措施，能有效提高数控机床的电气控制精度和效率，为现代工业生产提供技术支持。
5.第五章 数控机床电气控制线路
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第一节 数控车床电气控制线路
数控车床的机械部分比同规格的普通车床更为紧凑简洁。 主轴传动为一级传动,去掉了普通机床主轴变速齿轮箱， 采用了变频器实现主轴无级调速。进给移动装置采用滚 珠丝杠，传动效率高、精度高、摩擦力小。
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1.1 数控车床的主要工作情况
一般经济型数控车床的进给均采用步进电动机，进给电 动机的运动由NC装置实现信号控制。 数控车床的刀架能自动转位。换刀电动机有步进、直流 和异步电动机之分，这些电动刀架的旋转、定位均由NC 数控装置发出信号，控制其动作。而其他的冷却、液压 等电气控制跟普通机床差不多。 现以经济型CK0630型数控车床为例，说明普通数控车床
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图 5.11 数控系统控制步进驱动接线图原理图
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4、数控系统对电动刀架的控制:
(1)、直流型电动机电动刀架
数控系统控制电动刀架,主要控制刀架电动机的正反转, 所反应的刀号数送给数控系统.从数控系统输入信号接 口来看，低电平有效。由于电动机电流不是太大，故 选用数控系统能驱动的功率继电器。
数控系统控制电动刀架电动机的接线原理图如图5.12 所 示 。 P3 口 的 O6(P3.6) 和 O7 （ P3.7) 控 制 KA3 、 KA4继电器,由于输出低电平有效,故中间继电器另一端 接+24V。三个微动开关信号SQ1～ SQ3分别接P3口 的I1（P3.21)、I2（P3.22）、I3（P3.23），信号低 电平有效。图5.12中，用 KA3、KA4的触点控制直流 电动机正反转，而直流电源 DC27V的产生通过变压器 和整流桥等电路产生。
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图5.19 CLK脉冲与DIR信号波形
图5.20 数控系统与步进驱动的接口图
数控机床的电气控制系统设计
数控机床的电气控制系统设计一、本文概述《数控机床的电气控制系统设计》这篇文章主要探讨了数控机床电气控制系统的基本设计原理、实现方法及其在实际应用中的优化策略。
数控机床作为现代制造业的核心设备，其电气控制系统的设计直接关系到机床的性能、稳定性和加工精度。
因此，对数控机床电气控制系统的深入研究与设计优化，对于提升机床的整体性能、提高生产效率以及降低运行成本具有重要意义。
本文将首先介绍数控机床电气控制系统的基本组成和工作原理，包括数控系统、伺服驱动系统、传感器与检测装置等关键组成部分的功能与特点。
随后，文章将重点分析电气控制系统的设计要点，包括硬件设计、软件设计、控制算法选择等方面，以及如何根据机床的具体需求和加工要求来进行合理的系统设计。
本文还将探讨电气控制系统设计中的关键技术问题，如抗干扰设计、故障诊断与处理、系统可靠性保障等，并介绍相应的解决方案和策略。
文章将总结数控机床电气控制系统设计的发展趋势和未来挑战，为相关领域的研究与实践提供参考和借鉴。
通过本文的阅读，读者可以全面了解数控机床电气控制系统的设计原理与实践方法，掌握关键技术的实现与应用，为数控机床的设计、制造和维护提供有力支持。
二、数控机床电气控制系统概述数控机床的电气控制系统是数控机床的重要组成部分，负责实现机床的运动控制、加工过程监控、故障诊断与保护等功能。
电气控制系统的设计直接关系到数控机床的性能、稳定性和加工精度。
随着科技的发展，数控机床电气控制系统也在不断进化，从早期的简单电路控制，发展到现在的基于微处理器、PLC（可编程逻辑控制器）以及CNC（计算机数控）系统的复杂控制。
数控机床电气控制系统主要由电源电路、输入/输出电路、控制核心、驱动电路、传感器电路以及安全保护电路等部分组成。
其中，控制核心通常使用CNC装置，它能够解析编程好的加工指令，转化为对机床运动的精确控制信号。
驱动电路则负责将控制信号放大，以驱动电动机等执行机构实现所需的运动。
数控机床电气控制
第二章数控机床低压电器
第一节数控机床低压电器概述 第二节控制继电器 第四节数控机床电气控制设计基本原则和画法规则
第一节数控机床低压电器概述
一、常用低压电器的分类
1按用途或控制对象分类 （1）配电电器：主要用于低压配电系统中。 （2）控制电器：主要用于电气传动系统中。 2按动作方式分类 （1）自动电器：依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断 等动作，
5按低压电器型号分类 （1）刀开关H。 （2）熔断器R。 （3）断路器D。 （4）控制器K。 （5）接触器C。 （6）起动器Q。 （7）控制继电器J。 （8）主令电器L。 （9）电阻器Z。 （10）变阻器B。 （11）调整器T。 （12）电磁铁M。 （13）其他A。
二、低压电器的结构 （一）电磁机构
数控技术（Numerical Control Technology）是采用数字控制的 方法对某一工作过程实现自动控制的技术。
数控机床（Numerical Control Machine Tools）是采用数控技 术对机床的加工过程进行控制的机床。
二、数控加工过程
(1)数控加工程序的编制。在零件加工前，首先根据被加工零件图样 进行工艺分析，确定加工的工艺过程、工艺参数、几何参数以及 切削用量等，然后根据机床编程手册规定的代码和程序格式编写 零件加工程序。
第二阶段——软件数控阶段 第四代数控：1970年开始，采用大规模集成电路的小型通用电 子计算机控制系统(CNC)。 第五代数控：1974年开始，采用微型计算机的控制系统(CNC)。 第六代数控：1990年开始，基于PC机的开放式CNC系统。
2数控机床的发展趋势 （ 1）高速度、高精度化 （2）开放式 （3）智能化 （4）复合化 （ 5）高可靠性 （6）多种插补功能 （7）人机界面的友好
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第六部分数控机床的电气驱动与电机1.机床动力源机床动力源根据用途分为三种类型:提供切削速度的主轴驱动动力源，进给驱动动力源及辅助运动驱动动力源。
数控机床中多使用电动机作为动力源。
(1)主轴驱动动力源:为主轴提供能量和较高的速度，因为电动机可以在很宽的工作范围内经济地提供足够的能量和速度，所以大部分数控机床的主运动由电动机驱动。
一般不采用交流电动机直接驱动主轴。
在需要调速的场合，通常使用直流电动机。
直流电动机可以在无级调速时输出足够的功率。
(2)进给驱动动力源:在普通机床中，通常由主轴带动齿轮链驱动进给运动。
在数控加工中，进给运动就不能由主轴带动齿轮链驱动了。
刀具或工件的运动有两种独立的要求:a.在切削加工时，刀具或工件的实际位置总是要尽可能接近参考信号的位置；b.除了加工螺纹，进给速度不需要精确控制。
与主轴驱动动力源相比，进给驱动动力源的功率要小得多。
此外，进给运动的速度比切削运动慢得多。
尽管进给运动的速度不高，但是，进给驱动动力源的控制精度和响应速度必须很高。
(3)辅助运动驱动动力源:通常使用交流感应电动机作为辅助运动驱动动力源，包括冷却泵，除屑，驱动液压马达等，在这些应用场合，只需要进行开/关控制。
2.步进电动机步进电动机是一种用电脉冲信号进行控制，并将电脉冲信号转换成相应的角位移的电动机。
步进电动机转动的角位移量和转速分别与电脉冲数和电脉冲频率成正比。
通过调节电脉冲数和电脉冲频率，就可以控制步进电动机的角位移和转速。
步进电动机在停机后还可以具有自锁能力。
步进电动机每转过一周都有固定的步数，从理论上说不会产生步距误差的累积，步进电动机的最大缺点是容易失步(失步:包括丢步和越步。
丢步是指转子前进的步数小于电脉冲数；越步是指转子前进的步数多于电脉冲数),特别是在大负载和转速较高时，更容易发生失步，同时步进电动机输出的功率也不太大。
目前，步进电动机主要用于经济型数控机床的进给驱动。
(1)步进电动机的分类:步进电动机分反应式和混合式两大类。
反应式步进电动机又称磁阻式步进电动机，根据不同的分相结构形式，又分为单段反应式步进电动机和多段反应式步进电动机。
以单段反应式步进电动机的使用最为广泛。
与反应式步进电动机相比，混合式步进电动机的转矩体积比大，而且步距角容易做得比较小，因此在工作空间受到限制，同时又需要小步距角和大转矩的应用场合，常常选用混合式步进电动机。
此外，混合式步进电动机在绕组未通电时，转子永久磁钢能产生自动定位转矩，但它能使断电时转子保持在原来的位置，这是一种非常有用的特性。
(2)步进电动机的工作原理:要求了解步进电动机的工作原理。
以三相步进电动机为例，有三相单三拍、三相单—双六拍和三相双三拍通电方式。
同一台步进电动机通电方式不同，运行时步距角也不同。
采用单一双拍通电方式时，步距角要比单拍通电减少一半。
在实际中，单三拍通电方式由于在切换时一相绕组断电而另一相绕组开始通电，容易造成失步且运行的稳定性较差，所以很少用。
通常用双三拍通电方式，它的步距角和单三拍通电方式相同。
反应式步进电动机的转子齿数z 基本上由步距角的要求所决定。
转子的齿数就必须满足一定条件，而不能为任意数值。
当定子的相邻极属于不同的相时，在某一极下若定子和转子的齿对齐时，则要求在相邻极下的定子和转子之间应错开转子齿距的1/m,即它们之间的空间位置上错开r mz 360角。
由此可得出转子齿数应符合的条件:⎪⎭⎫ ⎝⎛±=m K p z r 12 K =0,1,2,3,……式中 p 2——步进电动机的定子极数；m ——相数。
步进电动机的步距角s θ由下式决定:cmz r s ︒=360θ 式中 c ——状态系数，当采用单三拍或双三拍运行时取1,采用六拍通电方式时取2。
若步进电动机通电的脉冲频率为f ,则步进电动机的转速n (r/min)为: cmz f n r 60= 电动机的相数和齿数越多，步距角s θ就越小，又从上式可知，这种步进电动机在一定的脉冲频率下，转速亦越低。
但相数越多，电源就越复杂，成本也越高。
因此，步进电动机最多为6相。
(3)步进电动机的运行性能:a.静特性，主要指静态距角特性和最大静转矩特性。
b.动特性步进电动机的动特性直接影响系统的快速响应及工作的可靠性。
它与电动机的性能和负载性质有关，还和电源的特性及通电的方式有关，其中有些因素还是属于非线性的。
(a)步进运行状态时的动特性若电动机绕组通电脉冲的时间间隔大于步进电动机机电过渡过程所需的时间，这时电动机为步进状态。
(b)连续运行状态时的动特性当控制绕组的电脉冲频率增高，相应的时间间隔也减小，以至小于电动机机电过渡过程所需的时间，形成连续运行状态。
实际上，步进电动机大都是在连续运行状态下工作的。
在这样运行状态下电动机所产生的转矩称为动态转矩。
步进电动机的最大动态转矩和脉冲频率的关系称为矩频特性。
步进电动机的最大动态转矩将小于最大静转矩，并随着脉冲频率的升高而降低。
在步进电动机运行时，对应于某一频率，只有当负载转矩小于它在该频率时的最大动态转矩，电动机才能正常运转。
步进电动机的工作频率是指电动机按指令的要求进行正常工作时的最大脉冲频率。
所谓正常工作就是说步进电动机不失步地工作，即一个脉冲就移动一个步距角。
步进电动机的起动频率是指它在一定的负载转矩下能够不失步地起动的最高频率。
起动频率的大小是由许多因素决定的，绕组的时间常数越小，负载转矩和转动惯量越小，步距角越小，则起动频率越高。
步进电动机的连续工作频率又称运行频率。
它是指步进电动机起动后，当控制脉冲连续发出时，能不失步运行的最高频率。
影响运行频率的因素与影响起动频率的因素基本上相同，但是转动惯量对运行频率的影响不像对起动频率的影响那么明显。
它仅影响到频率连续上升的速度。
(4)步进电动机的驱动电源:对步进电动机的各相按照一定的顺序通/断电，就可获得期望的角位移量。
有些数控系统直接控制步进电动机各相的通/断电，步进电动机的每一相分别占用一个I/O端口。
其缺点是控制软件计算量大，占用CPU时间长，要以很高的频率改变各I/O端口的电平，整个系统的可靠性较低。
目前大部分数控系统是给出一个与步进电动机转速相对应的方波信号和一个电平信号表示旋向，经硬件环形脉冲分配器电路产生所要求的各相顺序通/断电信号。
方波信号的频率决定了步进电动机的转速，而电平信号的高低代表旋向。
优点是无论是几相步进电动机，都仅占用两个I/0端口，由硬件电子线路产生对应于步进电动机各相的控制信号，步进电动机控制软件简单，占用数控系统CPU的时间短，可靠性高。
数控系统或硬件环形脉冲分配器输出的信号仅是数字逻辑控制信号，一般是TTL电平，需经过功率放大后再接到步进电动机相应的相上带动步进电动机正常旋转。
大部分步进电动机的控制都倾向于采用硬件环形脉冲分配器，并常与功率放大电路集成在一起构成步进电动机驱动电源。
常见的驱动电源主要有三种类型:高低压双电源型、恒流斩波型和调频调压型。
高低压双电源型是最基本的驱动放大器，其电路比较简单，成本低。
但是它不能解决由反电动势所引起的绕组电流顶部凹陷的问题，从而导致电动机转矩下降。
恒流斩波型是为了解决电动机绕组电流顶部凹陷的问题。
在电动机运行频率较低时应用效果是好的，但在较高的频率运行时其效果变差，且会导致电动机运行时的噪声有所增加。
调频调压型通过"低频低压，高频高压"的办法有效地提高了电动机较高频率运行时的转矩。
但采用这种方法时要求给绕组供电的电源有较高的电压，否则就会发生高频时电压调不上去的现象。
3.进给伺服电动机(1)进给伺服电动机的负载计算:数控机床进给系统的伺服电动机是根据负载条件来进行选择的。
加在电动机轴上的负载有两种:负载转矩和负载惯量。
负载转矩包括切削转矩和摩擦转矩。
本节要求重点掌握负载转矩的计算及进给伺服电动机惯量与负载惯量的匹配。
a.计算转矩时应充分考虑的问题(a)由于镶条、压板面所产生的摩擦转矩必须充分考虑。
(b)由于轴承和滚珠丝杠螺母的预加负载和丝杠的预紧力作用，滚动接触表面的摩擦转矩都不能忽略。
(c)摩擦转矩受进给速率的影响。
(d)同一台机床上，摩擦转矩也是随调整情况、环境温度和润滑条件而变化的。
b.当伺服电动机选好后，电动机惯量与负载惯量的匹配应与快速移动速度相适应。
如果负载转矩极大地超过额定转矩，进给传动链各元件的使用寿命及精度将会大大受到影响(特别是安装在电动机轴上的小齿轮的使用寿命)。
根据这个道理，负载惯量折算到电动机轴上的总和J1与电动机转子惯量Jm 之间应有一定的关系，并保证小于或等于额定转矩(或者计算转矩)。
这就是我们所说的电动机惯量与负载惯量的"匹配"。
负载惯量与电动机惯量匹配的基本关系为:AK B A J J m --=1 式中 m J ——电动机转子惯量()2cm kg ⋅；1J ——负载惯量并折算到电动机轴上的总和(kg ·cmzhk ——伺服电动机堵转转矩系数，或称过电流系数；A ——计算转矩系数；B ——负载转矩系数，A B <,空载时为摩擦转矩系数。
关于K 、A 、B 几个系数的基本取值应该掌握。
c. 选择伺服电动机应满足的条件。
(a)根据负载转矩选择电动机。
负载转矩应等于或小于电动机额定转矩。
(b)负载转矩加加速转矩应等于所选择电动机的最大转矩(即由放大器限制的转矩)。
(c)加速转矩应考虑负载惯量和电动机惯量的匹配，还应考虑加速时间在允许范围内。
(d)在空载时，加速转矩应等于最大转矩减去摩擦转矩，其差值等于全部惯量(电动机惯量+负载惯量)乘以角速度斜率。
(2)直流伺服电动机的特点与工作原理:目前在数控机床进给驱动中采用的直流电动机主要是70年代研制的大惯量宽调速直流伺服电动机。
分为电励磁和永久磁铁励磁两种，占主导地位的是永磁式直流电动机。
a.永磁式宽调速直流电动机的特点(a)能够承受高的峰值电流，以满足快的加减速要求；(b)大惯量结构使其具有大的热容量，可以允许较长的过载工作时间； (c)低速高转矩特性和大惯量结构，使其可以与机床进给丝杠直接连接； (d)在较大的加速度下仍具有良好的换相性能；(e)绝缘等级高，从而保证电动机在反复过载的情况下仍有较长的寿命；(2)在电动机轴上装有精密的速度和位置检测元器件，可以实现速度和位置的闭环控制。
但是宽调速直流伺服电动机的控制不如步进电动机简单，快速响应性能不如小惯量电动机。
由于其转子耐温可达150~200℃，高温热量会通过转轴传到丝杠，若不采取措施，丝杠的热变形将影响传动精度。
电动机电刷易磨损，维修、保养也存在问题。
b.直流伺服电动机的速度控制单元直流伺服电动机是在其速度控制单元的控制下运转的，速度控制单元的性能直接决定了直流伺服电动机的运行性能。