模块一：数控车床1-3教学课件 数控机床及应用

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,上海大学硕士学位答辩,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,上海大学硕士学位答辩,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,数控机床及应用,模块,一：数控车床,项目3,数控车床伺服系统,1.1,项目要点,（1）掌握步进电动机及驱动电路工作原理。,（2）掌握直流电动机工作原理。,（3）掌握。,（4）了解位置控制工作原理。,1.,2,学习目标,（1）能够掌握步进电动机组成、工作原理。,（2）能够掌握步进驱动电路工作原理。,（3）能够掌握直流电动机工作原理。,（4）能够掌握交流电动机工作原理。,（5）能够了解步进电动机的主要特性。,图 开环伺服系统,1.,伺服系统的组成与,分类,1.,3,数控车床伺服系统,图 半闭环伺服系统,1.,3,数控车床伺服系统,1.,伺服系统的组成与,分类,图 闭环控制系统,1.,3,数控车床伺服系统,1.,伺服系统的组成与,分类,2,伺服系统的基本要求,根据机械切削加工的特点，数控机床对进给驱动有如下要求：,(1),进给调速范围要宽,(2),位置精度要高,(3),速度响应要快,(4),低速大转矩,1.,3,数控车床伺服系统,3,步进电动机及驱动电路,步进电动机的工作原理,图 三相反应式步进电动机的结构图,1.,3,数控车床伺服系统,3,步进电动机及驱动电路,步进电动机的工作原理,图 三相反应式步进电动机的结构图,1.,3,数控车床伺服系统,3,步进电动机及驱动电路,1.,3,数控车床伺服系统,步进电动机的主要特性,（,1,）步距角和步距误差,（,2,）静态转矩和矩角特性,图 步进电动机的静态矩角特性,（,3,）最大起动转矩,图 步进电动机的静态矩角特性,3,步进电动机及驱动电路,1.,3,数控车床伺服系统,步进电动机的主要特性,（,4,）最高起动频率,（,5,）连续运行的最高工作频率,图 步进电动机的矩频特性,步进电动机的驱动控制,1.,3,数控车床伺服系统,步进电动机的运行特性，不仅与步进电动机本身和负载有关，而且与配套使用的驱动装置有着十分密切的关系。步进电动机驱动要解决环形分配和功率放大两个问题。,1,.环形分配,作用:是将数控装置送来的一串指令脉冲按照一定的顺序和分配方式，控制各相绕组的通、断电。,2.环形脉冲分配器,图 三相三拍环形分配,步进电动机驱动电源,1.,3,数控车床伺服系统,1.单电压驱动电路,2.高低压驱动电路,图 单电压驱动电路原理图,图 高低压驱动电路原理图,步进电动机驱动电源,1.,3,数控车床伺服系统,3.恒流斩波驱动电路,4.细分驱动电路,图 斩波驱动电路原理图,图 恒频脉宽调制细分驱动电源,直流伺服电动机的结构与工作原理,4,直流伺服电动机,图 直流电动机模型,1.,3,数控车床伺服系统,直流电动机的调速方式有：,（,1,）改变电枢电压；,（,2,）改变励磁电流以改变磁通；,（,3,）改变电枢回路电阻。,1.,3,数控车床伺服系统,图 直流电动机的机械特性,图 直流电动机的调节特性,5 交流伺服电动机,交流伺服电动机的工作原理,图 永磁式同步电动机的工作原理,1.,3,数控车床伺服系统,1.,3,数控车床伺服系统,交流伺服系统的控制方法,交流伺服电动机的调速方法,同步型与异步型伺服电动机的调速方法不同，异步型伺服电动机的转速，同步型交流伺服电动机不能用调节转差率,s,的方法来调速，也不能用改变磁极对数来调速，只能用改变电源频率的方法来调速才能满足数控机床的要求，实现无级调速。,1.,4,项目实施,1.实施目标,（1）掌握步进电动机的运行原理及其驱动系统的连接。,（2）掌握步进电动机的性能特性及其与驱动器的关系。,（3）了解步进电动机的驱动系统的加、减速特性。,1.,4,项目实施,2.仪器与设备：,（1）57HS13型两相混合式步进电动机一台。,（2）M535型两相双极性细分驱动器一台。,（3）CZ-0.5型磁粉制动器（5N.m)一台。,（4）光电编码器一只。,（5）HED-2lS数控系统一套。,（6）可安装于步进电动机轴上的惯量圆盘。,1.,4,项目实施,3.实施内容,（1）把步进电动机安装于负载测试台上，松开与磁粉制动器连接的联轴器，连接光电编码器与步进电动机。最后，按图将57HS13型步进电动机、M535型步进电动机驱动器与HED-2lS数控系统连接起来。,1.,4,项目实施,3.实施内容,（2）HED-2lTF数控系统参数设置。按表,1,对步进电动机有关坐标轴参数进行设置。按表,2,设置硬件配置参数。,参数名,参数值,伺服驱动型号,46,伺服驱动器部件号,0,最大跟踪误差,0,电动机每转脉冲数,400,伺服内部参数0,8,伺服内部参数1,0,伺服内部参数2,0,伺服内部参数3、4、5,0,快移加、减速时间常数,0,快移加速度时间常数,0,加工加、减速时间常数,0,加工加速度时间常数,0,参数名,型号,标识,地址,配置0,配置1,部件0,5301,46,0,0,0,1.,4,项目实施,3.实施内容,（3）M535步进电动机驱动器参数设置。,按驱动器前面板表格，将细分数设置为2，将电动机电流设置为57HS13步进电动机的额定电流。,（4）在线路和电源检查无误后，进行通电试运行，以手动或手摇脉冲发生器方式发送脉冲，控制电动机慢速转动和正、反转，在没有堵转等异常情况下，逐渐提高电动机转速。,（5）测定步进电动机的步距角。,业精于勤荒于嬉，行成于思败于随,谢 谢,