数控技术第6章PPT推荐.ppt

数控技术第6章PPT推荐.ppt

《数控技术第6章PPT推荐.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控技术第6章PPT推荐.ppt（97页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

快速响应是伺服系统动态品质的一项重要指标，它反映了系统对插补指令的跟踪精度。

（4）电机调速范围宽:

调速范围是指数控机床要求电机能提供的最高转速和最低转速之比（5）低速大转矩：

机床加工的特点是低速时进行重切削，这就要求伺服系统在低速时提供较大的输出转矩（6）可靠性高：

对环境（如温度、湿度、粉尘、油污、振动、电磁干扰等）的适应性强，性能稳定，使用寿命长，平均无故障时间间隔长2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕数控机床主轴驱动伺服系统性能数控机床主轴驱动伺服系统性能

（1）

（1）主轴与进给驱动的同步控制功能主轴与进给驱动的同步控制功能

（2）

（2）准停控制功能准停控制功能（3）（3）角度分度控制角度分度控制:

角度分度控制有两种类型：

一是固定的角度分度控制有两种类型：

一是固定的等分角度控制；

二是连续的任意角度控制。

任意角度等分角度控制；

任意角度控制是带有角位移反馈的位置伺服系统，这种主轴坐控制是带有角位移反馈的位置伺服系统，这种主轴坐标具有进给坐标的功能，称为标具有进给坐标的功能，称为“CC”轴控制。

轴控制。

2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕数控机床伺服系统结构构成数控机床伺服系统结构构成驱动控制单元执行元件机床比较控制环节反馈检测单元进给指令把驱动线路的表示位移量的电信号转换把驱动线路的表示位移量的电信号转换为机械运动为机械运动调速范围宽而有良好的稳定性，尤调速范围宽而有良好的稳定性，尤其是低速时的速度平稳其是低速时的速度平稳负载特性硬负载特性硬具有快速响应特性具有快速响应特性能够频繁启、停及换向能够频繁启、停及换向电液、电气、电液脉冲马电液、电气、电液脉冲马达、直流、交流电机达、直流、交流电机2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕数控机床伺服系统的分类数控机床伺服系统的分类数控机床伺服系统的分类数控机床伺服系统的分类

（1）

（1）按用途和功能分：

进给驱动系统和主轴驱动系统按用途和功能分：

进给驱动系统和主轴驱动系统

（2）

（2）按其控制原理和有无位置检测反馈环节分：

开环按其控制原理和有无位置检测反馈环节分：

开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统（3）（3）按驱动执行元件分：

步进式伺服系统、直流电机按驱动执行元件分：

步进式伺服系统、直流电机伺服系统和交流电机伺服系统伺服系统和交流电机伺服系统2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕6.26.2步进电机及其驱动控制系统步进电机及其驱动控制系统步进电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步进电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机械角位移的执行器，故也称脉冲电机。

应的机械角位移的执行器，故也称脉冲电机。

每给步进电机输入一个电脉冲信号，其转轴就转过一个角度，称为每给步进电机输入一个电脉冲信号，其转轴就转过一个角度，称为步距角。

步距角。

步进电机输出的角位移量与输入的电脉冲个数成正比，在时间上与步进电机输出的角位移量与输入的电脉冲个数成正比，在时间上与输入脉冲同步，其转速与输入电脉冲信号的频率成正比。

输入脉冲同步，其转速与输入电脉冲信号的频率成正比。

控制输入脉冲的数量、频率和电动机绕组的通电顺序，便可获得所控制输入脉冲的数量、频率和电动机绕组的通电顺序，便可获得所需的转角、转速以及转动方向。

需的转角、转速以及转动方向。

无脉冲输入时，在绕组电流的激励下，步进电机可以自锁。

2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕步进电机的分类步进电机的分类步进电机有许多的结构类型，主要是根据相数、产生力矩的原理、步进电机有许多的结构类型，主要是根据相数、产生力矩的原理、输出力矩的大小和结构进行分类。

输出力矩的大小和结构进行分类。

11、根据相数分类：

主要分为三、四、五、六相等几种。

另外还可以、根据相数分类：

另外还可以根据工作节拍，分为根据工作节拍，分为mm相相mm拍，双拍，双mm拍和拍和mm相双相双mm拍等。

拍等。

22、根据产生力矩的原理分类：

根据磁场建立方式，主要可分为反应、根据产生力矩的原理分类：

根据磁场建立方式，主要可分为反应式、永磁反应式（激磁式）和混合式三类。

式、永磁反应式（激磁式）和混合式三类。

33、根据输出力矩的大小分类：

伺服步进电机和功率步进电机。

、根据输出力矩的大小分类：

44、根据结构分类：

轴向分相式和径向分相式，轴向分相式又称之为、根据结构分类：

轴向分相式和径向分相式，轴向分相式又称之为多段式，径向分相式又称为单段式。

多段式，径向分相式又称为单段式。

BF反反应式式BC磁阻式磁阻式BY永磁式永磁式BYG永磁感永磁感应式式电动机外径电动机外径励磁绕组的相励磁绕组的相数或其他代号数或其他代号2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕反应式步进电动机反应式步进电动机定子和转子不含永久磁铁，定子上绕有一定数量的绕组定子和转子不含永久磁铁，定子上绕有一定数量的绕组线圈，线圈轮流通电时，便产生一个旋转的磁场，吸引线圈，线圈轮流通电时，便产生一个旋转的磁场，吸引转子一步一步地转动。

绕组线圈一旦断电，磁场即消失，转子一步一步地转动。

绕组线圈一旦断电，磁场即消失，该种步进电机掉电后不能自锁。

该种步进电机掉电后不能自锁。

此类电动机结构简单、材料成本低、驱动容易，定子和此类电动机结构简单、材料成本低、驱动容易，定子和转子加工方便，步距角可以做的较小，但动态性能差一转子加工方便，步距角可以做的较小，但动态性能差一些，容易出现低频振荡现象，电动机温升较高。

些，容易出现低频振荡现象，电动机温升较高。

2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕永磁式步进电动机永磁式步进电动机转子由永久磁钢制成，定子上的绕组线圈在换相通电时，转子由永久磁钢制成，定子上的绕组线圈在换相通电时，不需要太大的电流，绕组断电时具有自锁能力。

不需要太大的电流，绕组断电时具有自锁能力。

该类电机动态性能好、输出转矩大、驱动电流小、电动该类电机动态性能好、输出转矩大、驱动电流小、电动机不易发热，但制造成本较高。

机不易发热，但制造成本较高。

由于转子受磁钢加工的限制，步距角较大，与之配套的由于转子受磁钢加工的限制，步距角较大，与之配套的驱动电源一般要求具有细分功能。

驱动电源一般要求具有细分功能。

2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕混合式步进电动机混合式步进电动机转子上嵌有永久磁钢，可以说是永磁型，但是从转子上嵌有永久磁钢，可以说是永磁型，但是从定子和转子的导磁体来看，又和反应式相似，所定子和转子的导磁体来看，又和反应式相似，所以是永磁式和反应式的结合。

以是永磁式和反应式的结合。

该类电动机输出转矩大、动态性能好、步距角小、该类电动机输出转矩大、动态性能好、步距角小、驱动电源电流小、功耗低，但结构稍复杂，成本驱动电源电流小、功耗低，但结构稍复杂，成本相当较高。

性价比较高，目前得到了广泛的应用。

相当较高。

2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕三相径向反应式步进电机结构图三相径向反应式步进电机结构图定子有六个均匀的磁定子有六个均匀的磁极，每两个相对的磁极，每两个相对的磁极组成一组相极组成一组相2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕定子上有绕组分为若干相，每相磁极上有齿定子上有绕组分为若干相，每相磁极上有齿三相定子：

三相定子：

AAAA,BB,BB,CC,CCAA、BB、CC三相每相两极三相每相两极每极上五个齿每极上五个齿五个极齿五个极齿2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕定子上线圈的绕法定子上线圈的绕法2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕转子转子转子上有均匀分布转子上有均匀分布的齿，没有绕组。

的齿，没有绕组。

以四十齿为例以四十齿为例,转转子齿间夹角为子齿间夹角为99oo2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕步进电机的实物图2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕永磁式步进电机永磁式步进电机2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕三段轴向反应式步进电机结构示意图三段轴向反应式步进电机结构示意图2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕6.2.16.2.1步进电机工作原理步进电机工作原理步进电机是按电磁吸引的原理进行工作的步进电机是按电磁吸引的原理进行工作的从一相绕组从一相绕组通电转换到通电转换到另一相绕组另一相绕组通电为一拍通电为一拍2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕三相反应式步进电机三相六拍工作原理图三相反应式步进电机三相六拍工作原理图2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕若通电为三相三拍，转子齿数为若通电为三相三拍，转子齿数为4040时时,当转子齿与当转子齿与AA相定子齿对齐时，转子相定子齿对齐时，转子齿与齿与BB相定子齿相差相定子齿相差1/31/3齿距，即齿距，即33，与，与CC相定子齿相差相定子齿相差2/32/3齿距，即齿距，即66。

三相反应式步进电机的结构示意图和展开后步进电机齿距三相反应式步进电机的结构示意图和展开后步进电机齿距2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕规律规律n定子绕组的通电状态每改变一次，转子转过定子绕组的通电状态每改变一次，转子转过一个步距角一个步距角n定子绕组的通电顺序决定转子的旋转方向定子绕组的通电顺序决定转子的旋转方向n通电状态的变化频率，决定转子的旋转速度通电状态的变化频率，决定转子的旋转速度2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕6.2.26.2.2步进电机的主要特性步进电机的主要特性1.1.步距角步距角定义定义:

每给一个脉冲信号每给一个脉冲信号,电机转子应转过角度电机转子应转过角度的理论值。

步距角取决于电机结构和控制的理论值。

步距角取决于电机结构和控制方式。

方式。

式中式中mm定子相数；

定子相数；

zz转子齿数；

转子齿数；

kk通电方式，纯单拍通电方式，纯单拍或纯双拍时取或纯双拍时取11，单、双拍，单、双拍交替时取交替时取22。

常见步距角：

0.36，0.45，0.6，0.72，0.75，0.9，1.2，1.5，1.8等等电动机一旦选定以后，其步距角就固定不电动机一旦选定以后，其步距角就固定不变，要改变，只能通过驱动电源的细分功变，要改变，只能通过驱动电源的细分功能来实现。

能来实现。

2022/11/9南京理工大学机械工程学院黄新燕n当步进电机处于通电状态时，转子处在不动状态，即静态。

当步进电机处于通电状态时，转子处在不动状态，即静态。

如果在电机轴