最新伺服驅(qū)動系統(tǒng)的連接與調(diào)試

1、情境情境3：伺服驅(qū)動系統(tǒng)的連接與調(diào)試：伺服驅(qū)動系統(tǒng)的連接與調(diào)試 重點： 1、步進電動機及驅(qū)動電路及線路連接 2、交流電動機伺服系統(tǒng) 3、直流伺服電動機 4、進給驅(qū)動裝置的連接與調(diào)試 難點： 進給驅(qū)動裝置的連接與調(diào)試 情境情境3：伺服驅(qū)動系統(tǒng)的連接與調(diào)試：伺服驅(qū)動系統(tǒng)的連接與調(diào)試 進給伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)主要的子系統(tǒng)。如果說cnc裝置是數(shù)控系統(tǒng)的“大腦”，是發(fā)布“命令”的“指揮所”，那么進給伺服系統(tǒng)則是數(shù)控系統(tǒng)的“四肢”，是一種“執(zhí)行機構(gòu)”。它忠實地執(zhí)行由cnc裝置發(fā)來的運動命令，精確控制執(zhí)行部件的運動方向，進給速度與位移量。情境情境3 3：伺服驅(qū)動系統(tǒng)的連接與調(diào)試：伺服驅(qū)動系統(tǒng)的連接與調(diào)試概述概

2、述一進給伺服系統(tǒng)的定義及組成進給伺服系統(tǒng)的定義及組成1. 定義： 進給伺服系統(tǒng)(feed servo system)以移動部件的位置位置和速度速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)。組成： 進給伺服系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：位置控制單元；速 度 控 制 單 元 ； 驅(qū) 動 元 件 ( 電 機 ) ； 檢 測 與 反 饋 單 元 ； 機械執(zhí)行部件。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元+-電機機械執(zhí)行部件cnc插補指令實際位置反饋實際速度反饋nc機床對數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的要求機床對數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的要求1.調(diào)速范圍要寬且要有良好的穩(wěn)定性(在調(diào)速范圍內(nèi)) 調(diào)速范圍： 一般要求

3、： 穩(wěn)定性是指輸出速度的波動要少，尤其是在低速時的平穩(wěn)性顯得特別重要。minmin.minmm1fmm1010000rn且minmaxffrnnc機床對數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的要求機床對數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的要求 輸出位置精度要高 靜態(tài)：定位精度和重復(fù)定位精度要高，即定位誤差和重復(fù)定 位誤差要小。(尺寸精度) 動態(tài)：跟隨精度，這是動態(tài)性能指標(biāo)，用跟隨誤差表示。 (輪廓精度) 靈敏度要高，有足夠高的分辯率。nc機床對數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的要求機床對數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的要求. 負載特性要硬 在系統(tǒng)負載范圍內(nèi)， 當(dāng)負載變化時，輸出速度應(yīng)基本不變。即f盡可能??； 當(dāng)負載突變時，要求速度的恢復(fù)時間短且無振蕩。即t盡可能

4、短； 應(yīng)有足夠的過載能力。 這是要求伺服系統(tǒng)有良好的靜態(tài)與動態(tài)剛度。 t f t fnc機床對數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的要求機床對數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的要求 響應(yīng)速度快且無超調(diào) 這是對伺服系統(tǒng)動態(tài)性能的要求，即在無超調(diào)的前提下，執(zhí)行部件的運動速度的建立時間 tp 應(yīng)盡可能短。 通常要求從 0fmax（fmax0），其時間應(yīng)小于200ms，且不能有超調(diào)，否則對機械部件不利，有害于加工質(zhì)量。 t f tpnc機床對數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的要求機床對數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的要求 能可逆運行和頻繁靈活啟停。 系統(tǒng)的可靠性高，維護使用方便，成本低。 綜上所述：對伺服系統(tǒng)的要求包括靜態(tài)和動態(tài)特性兩方面，對于高精度的數(shù)控機床，對動

5、態(tài)性能的要求要更嚴(yán)一些。l進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)是指進給伺服系統(tǒng)中的 驅(qū)動電機及其控制和驅(qū)動裝置。l驅(qū)動電機驅(qū)動電機是進給系統(tǒng)的動力部件，它提供執(zhí)行部分運動所需的動力目前在數(shù)控機床上常用的驅(qū)動電機有： +步進電機 +直流伺服電機+ 交流伺服電機+直線電機。 l 速度單元便是上述驅(qū)動電機及其控制和驅(qū)動裝置速度單元便是上述驅(qū)動電機及其控制和驅(qū)動裝置，通常驅(qū)動電機與速度控制單元是相互配套供應(yīng)的，其性能參數(shù)都是進行了相互匹配，這樣才能獲得高性能的系統(tǒng)指標(biāo)。l 速度控制單元主要作用速度控制單元主要作用：接受來自位置控制單元的速度指令信號，對其進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)運算(目的是穩(wěn)速)，將其變換成電機轉(zhuǎn)速

6、的控制量(頻率，電壓等)，再經(jīng)功率放大部件將其變換成電機的驅(qū)動電量，使驅(qū)動電機按要求運行。簡言之：調(diào)節(jié)、變換、功放調(diào)節(jié)、變換、功放。進給驅(qū)動系統(tǒng)的特點（進給驅(qū)動系統(tǒng)的特點（與主運動（主軸）系統(tǒng)比較）：功率相對較??；控制精度要求高；控制性能要求高，尤其是動態(tài)性能。二、步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接 步進電機流行于70年代，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、維修方面，且控制為全數(shù)字化。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，除功率驅(qū)動電路之外，其它部分均可由軟件實現(xiàn)，從而進一步簡化結(jié)構(gòu)。因此，這類系統(tǒng)目前仍有相當(dāng)?shù)氖袌?。目前步進電機僅用于小容量、低速、精度要不高的場合，如經(jīng)濟型數(shù)控；打印機、繪圖機等計算機的外部設(shè)備。二、

7、步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接 一、開環(huán)步進驅(qū)動系統(tǒng)的基本原理一、開環(huán)步進驅(qū)動系統(tǒng)的基本原理 它主要由步進電動機及其驅(qū)動線路組成它主要由步進電動機及其驅(qū)動線路組成 。 圖圖為為開環(huán)步進驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成原理圖開環(huán)步進驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成原理圖二、步進電動機的種類及其工作原理 步進電動機是一種用電脈沖信號進行控制，步進電動機是一種用電脈沖信號進行控制，并將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移的執(zhí)行元件。并將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移的執(zhí)行元件。其最大缺點在于其容易失步，特別是在大負載和其最大缺點在于其容易失步，特別是在大負載和速度較高的情況下更容易發(fā)生。速度較高的情況下更容易發(fā)生。 目前，步進電動機主要應(yīng)用在經(jīng)濟

8、型數(shù)控機目前，步進電動機主要應(yīng)用在經(jīng)濟型數(shù)控機床的進給驅(qū)動系統(tǒng)中，一般采用開環(huán)的控制方式。床的進給驅(qū)動系統(tǒng)中，一般采用開環(huán)的控制方式。也有用步進電動機驅(qū)動的數(shù)控機床中同時采用了也有用步進電動機驅(qū)動的數(shù)控機床中同時采用了位置檢測元件，構(gòu)成了帶有反饋補償?shù)陌腴]環(huán)驅(qū)位置檢測元件，構(gòu)成了帶有反饋補償?shù)陌腴]環(huán)驅(qū)動控制方式。動控制方式。 步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接 反應(yīng)式步進電動機工作原理圖反應(yīng)式步進電動機工作原理圖 步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接 它的定子上有它的定子上有6個極，每個極上都裝有控個極，每個極上都裝有控制繞組，每兩個相

9、對的極組成一相。轉(zhuǎn)子是四制繞組，每兩個相對的極組成一相。轉(zhuǎn)子是四個均勻分布的齒，上面沒有繞組。當(dāng)個均勻分布的齒，上面沒有繞組。當(dāng)u相繞組相繞組通電時通電時,因磁通總是沿著磁阻最小的路徑閉合，因磁通總是沿著磁阻最小的路徑閉合，將使轉(zhuǎn)子將使轉(zhuǎn)子1、3和定子極和定子極u、u對齊，如圖對齊，如圖4-2a所示。所示。u相斷電、相斷電、v相繞組通電時，轉(zhuǎn)子將相繞組通電時，轉(zhuǎn)子將在空間轉(zhuǎn)過在空間轉(zhuǎn)過角，角，=30=30，使轉(zhuǎn)子齒，使轉(zhuǎn)子齒2 2、4 4和和定子極定子極v v、vv對齊。對齊。 步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接 如圖所示。同理當(dāng)如圖所示。同理當(dāng)v v相斷電，相斷

10、電，w w相繞組通電時，相繞組通電時，轉(zhuǎn)子又將在空間轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)子又將在空間轉(zhuǎn)過3030角，使轉(zhuǎn)子齒角，使轉(zhuǎn)子齒1 1、3 3和定和定子極子極w w、ww對齊，如圖對齊，如圖4-2c4-2c所示，如此循環(huán)往復(fù)，所示，如此循環(huán)往復(fù)，并按并按u-v-w-uu-v-w-u的順序循環(huán)通電，電動機便按一定的的順序循環(huán)通電，電動機便按一定的方向轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接 三相步進電動機除了單三拍工作方式外，三相步進電動機除了單三拍工作方式外，還經(jīng)常工作在三相六拍工作方式。這時通電順還經(jīng)常工作在三相六拍工作方式。這時通電順序為：序為：u-uv-v-vw-wu-uu

11、-uv-v-vw-wu-u，或為，或為u-uw-w-wv-v-u-uw-w-wv-v-vu-uvu-u。也就是說，先接通。也就是說，先接通u u、v v相繞組；然后斷相繞組；然后斷開開u u相繞組，使相繞組，使v v相組單獨接通；再同時接通相組單獨接通；再同時接通v v、w w相繞組，依此進行。在這種工作方式時，定相繞組，依此進行。在這種工作方式時，定子三組繞組需經(jīng)過六次切換才能完成一個循環(huán)，子三組繞組需經(jīng)過六次切換才能完成一個循環(huán)，故稱為故稱為“六拍六拍”，而且在通電時，有時是單個，而且在通電時，有時是單個繞組接通，有時又為兩個繞組同時接通，因此繞組接通，有時又為兩個繞組同時接通，因此稱為稱

12、為“三相六拍三相六拍”，如圖所示。，如圖所示。 三相六拍步進電機工作原理圖小步距步進電動機原理圖 混合式步進電動機 混合式步進電動機與反應(yīng)式步進電動機混合式步進電動機與反應(yīng)式步進電動機一樣，也由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。下面以一樣，也由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。下面以兩相混合式步進電動機為例說明其工作原理。兩相混合式步進電動機為例說明其工作原理。兩相混合式步進電動機的定子一般有兩相混合式步進電動機的定子一般有8 8個極個極或或4 4個極，極上面均勻分布一定數(shù)量的小齒，個極，極上面均勻分布一定數(shù)量的小齒，極上的線圈都能以兩個方向通電，形成極上的線圈都能以兩個方向通電，形成u相相和相、和相、v相和相。它的

13、轉(zhuǎn)子也由圓周上均勻相和相。它的轉(zhuǎn)子也由圓周上均勻分布一定數(shù)量小齒的兩塊齒片等組成。這兩分布一定數(shù)量小齒的兩塊齒片等組成。這兩塊齒片相互錯開半個齒距塊齒片相互錯開半個齒距 轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生的磁通回路 步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接混合式步進電動機剖面圖 如圖所示，是在電動機如圖所示，是在電動機x、y處剖開處剖開的剖面。每相繞組繞在的剖面。每相繞組繞在8個定子磁極中的個定子磁極中的4個極上，如：個極上，如：u相繞組繞在相繞組繞在1、3、5、7磁極上，則磁極上，則v相繞組繞在相繞組繞在2、4、6、8磁磁極上，而且每相鄰的磁極以相反方向繞，極上，而且每相鄰的磁極以相反方向

14、繞，即如果即如果u相繞組流過正向電流，則相繞組流過正向電流，則3和和7磁極的磁場徑向向外，而磁極的磁場徑向向外，而1和和5磁極的磁磁極的磁場徑向向內(nèi)。場徑向向內(nèi)。v相與相與u相的情況類似相的情況類似 。 三、 步進電動機的特性 1 靜特性靜特性 所謂靜態(tài)是指步進電動機不改變通電狀所謂靜態(tài)是指步進電動機不改變通電狀態(tài)，轉(zhuǎn)子不動時的狀態(tài)。步進電動機的靜態(tài)，轉(zhuǎn)子不動時的狀態(tài)。步進電動機的靜態(tài)特性主要指靜態(tài)矩角特性和最大靜轉(zhuǎn)矩態(tài)特性主要指靜態(tài)矩角特性和最大靜轉(zhuǎn)矩特性。特性。 （1）靜態(tài)矩角特性）靜態(tài)矩角特性 描述步進電動機靜態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩描述步進電動機靜態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩t與失調(diào)與失調(diào)角角之間關(guān)系的特性曲線稱為矩

15、角特性。之間關(guān)系的特性曲線稱為矩角特性。 步進電動機矩角特性 步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接（2）最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 如圖所示，矩角特性上電磁轉(zhuǎn)矩的最大值如圖所示，矩角特性上電磁轉(zhuǎn)矩的最大值稱為最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩。它與通電狀態(tài)及繞組內(nèi)電稱為最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩。它與通電狀態(tài)及繞組內(nèi)電流的值有關(guān)。在一定通電狀態(tài)下，最大靜轉(zhuǎn)矩流的值有關(guān)。在一定通電狀態(tài)下，最大靜轉(zhuǎn)矩與繞組內(nèi)電流的關(guān)系，稱為最大靜轉(zhuǎn)矩特性。與繞組內(nèi)電流的關(guān)系，稱為最大靜轉(zhuǎn)矩特性。當(dāng)控制電流很小時，最大靜轉(zhuǎn)矩與電流的平方當(dāng)控制電流很小時，最大靜轉(zhuǎn)矩與電流的平方成正比，當(dāng)電流稍大時，受磁路飽和的影響，成正比，當(dāng)電流稍大時，

16、受磁路飽和的影響，最大轉(zhuǎn)矩上升變緩，電流很大時，曲線趨向水最大轉(zhuǎn)矩上升變緩，電流很大時，曲線趨向水平。平。 步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩特性步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩特性 2 動特性 步進電動機運行時總是在電氣和機械步進電動機運行時總是在電氣和機械過渡過程中進行的，因此對它的動特性有過渡過程中進行的，因此對它的動特性有很高的要求，步進電動機的動特性將直接很高的要求，步進電動機的動特性將直接影響到系統(tǒng)的快速響應(yīng)以及工作的可靠性影響到系統(tǒng)的快速響應(yīng)以及工作的可靠性 (1) 矩頻特性矩頻特性 步進電動機的最大動態(tài)轉(zhuǎn)矩和脈沖頻步進電動機的最大動態(tài)轉(zhuǎn)矩和脈沖頻率的關(guān)系稱為矩頻特性率的關(guān)系稱為矩頻特性 步進電動機及其驅(qū)動電

17、路的線路連接步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接 步進電動機矩頻特性 步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接啟動頻率與負載的關(guān)系 步進電動機的連續(xù)工作頻率又稱運步進電動機的連續(xù)工作頻率又稱運行頻率。它是指步進電動機起動后，當(dāng)行頻率。它是指步進電動機起動后，當(dāng)控制脈沖連續(xù)發(fā)出時，能不失步運行的控制脈沖連續(xù)發(fā)出時，能不失步運行的最高頻率。影響運行頻率的因素與影響最高頻率。影響運行頻率的因素與影響起動頻率的因素基上相同，但是轉(zhuǎn)動慣起動頻率的因素基上相同，但是轉(zhuǎn)動慣量對運行頻率的影響不像對起動頻率的量對運行頻率的影響不像對起動頻率的影響那么明顯，它僅影響到頻率連續(xù)上影響那么明顯，

18、它僅影響到頻率連續(xù)上升的速度。升的速度。 步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接（2）工作頻率 步進電動機的工作頻率是指電動機按指步進電動機的工作頻率是指電動機按指令的要求進行正常工作時的最大脈沖頻率。令的要求進行正常工作時的最大脈沖頻率。所謂正常工作就是說步進電動機不失步地工所謂正常工作就是說步進電動機不失步地工作，即一個脈沖就移動一個步距角。失步包作，即一個脈沖就移動一個步距角。失步包括丟步和越步括丟步和越步 . 步進電動機的工作頻率，通常分為起動步進電動機的工作頻率，通常分為起動頻率、制動頻率及連續(xù)工作頻率。頻率、制動頻率及連續(xù)工作頻率。 步進電動機及其驅(qū)動電路的線路連接步進電動機及其驅(qū)動電路

19、的線路連接 同步型和感應(yīng)型伺服電動機稱為交流伺同步型和感應(yīng)型伺服電動機稱為交流伺服電動機，其基本原理是檢測服電動機，其基本原理是檢測sm（同步）（同步）型和型和im（感應(yīng)）型的氣隙磁場的大小和方向，（感應(yīng)）型的氣隙磁場的大小和方向，用電力電子變換器代替整流子和電刷，并通用電力電子變換器代替整流子和電刷，并通過與氣隙磁場方向相同的磁化電流與氣隙磁過與氣隙磁場方向相同的磁化電流與氣隙磁場方向垂直的有效電流來控制其主磁通量和場方向垂直的有效電流來控制其主磁通量和轉(zhuǎn)距。轉(zhuǎn)距。 交流電動機伺服系統(tǒng)二、交流（二、交流（acac）伺服電動機及其特性）伺服電動機及其特性 采用永久磁鐵磁場的同步電動機不需采用永

20、久磁鐵磁場的同步電動機不需要磁化電流控制，只要檢測磁鐵轉(zhuǎn)子的位要磁化電流控制，只要檢測磁鐵轉(zhuǎn)子的位置即可。由于它不需要磁化電流控制，故置即可。由于它不需要磁化電流控制，故比比im型伺服電動機容易控制。轉(zhuǎn)距產(chǎn)生機型伺服電動機容易控制。轉(zhuǎn)距產(chǎn)生機理與直流伺服電動機相同。理與直流伺服電動機相同。sm型伺服電動型伺服電動機的控制構(gòu)成如圖機的控制構(gòu)成如圖4-13所示。所示。 交流電動機伺服系統(tǒng) 同步型伺服電動機同步型伺服電動機同步（同步（sm）型伺服電動機控制框圖）型伺服電動機控制框圖 感應(yīng)型伺服電動機是籠型感應(yīng)電動機，因感應(yīng)型伺服電動機是籠型感應(yīng)電動機，因為是旋轉(zhuǎn)磁場，由于氣隙磁場難于直接檢測，為是旋

21、轉(zhuǎn)磁場，由于氣隙磁場難于直接檢測，可以用轉(zhuǎn)子的位置和速度的等效控制來代替，可以用轉(zhuǎn)子的位置和速度的等效控制來代替，其中之一是矢量控制。其中之一是矢量控制。 交流電動機的矢量控制是交流伺服系統(tǒng)交流電動機的矢量控制是交流伺服系統(tǒng)的關(guān)鍵，可以利用微處理器和微型計算機對的關(guān)鍵，可以利用微處理器和微型計算機對交流電動機做磁場的矢量控制，從而獲得對交流電動機做磁場的矢量控制，從而獲得對交流電動機的最佳控制。感應(yīng)型矢量控制的交流電動機的最佳控制。感應(yīng)型矢量控制的交流伺服系統(tǒng)如矢量控制圖所示。交流伺服系統(tǒng)如矢量控制圖所示。 交流電動機伺服系統(tǒng) 感應(yīng)型伺服電動機感應(yīng)型伺服電動機交流電動機伺服系統(tǒng)矢量控制圖矢量控

22、制圖 直流伺服電動機直流伺服電動機 直流伺服電動機通過電刷和換向器產(chǎn)生直流伺服電動機通過電刷和換向器產(chǎn)生的整流作用，使磁場磁動勢和電流磁動勢正的整流作用，使磁場磁動勢和電流磁動勢正交，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，其電樞大多為永久磁鐵。交，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，其電樞大多為永久磁鐵。 直流伺服電動機具有較高的響應(yīng)速度、直流伺服電動機具有較高的響應(yīng)速度、精度和頻率，優(yōu)良的控制特性等優(yōu)點。但由精度和頻率，優(yōu)良的控制特性等優(yōu)點。但由于使用電刷和換向器，故壽命較低，需要定于使用電刷和換向器，故壽命較低，需要定期維修。期維修。 三、直流伺服電動機三、直流伺服電動機 小慣量直流伺服電動機，其電樞無槽，繞小慣量直流伺服電動機，其電

23、樞無槽，繞組直接粘接固定在電樞鐵心上，因而轉(zhuǎn)動慣組直接粘接固定在電樞鐵心上，因而轉(zhuǎn)動慣量小反應(yīng)靈敏動態(tài)特性好，適用于高速量小反應(yīng)靈敏動態(tài)特性好，適用于高速且負載慣量較小的場合且負載慣量較小的場合 。三、直流伺服電動機三、直流伺服電動機 小慣量直流伺服電動機小慣量直流伺服電動機 直流印刷電樞電動機直流印刷電樞電動機 是一種盤形伺服電動機，電樞由導(dǎo)電板的是一種盤形伺服電動機，電樞由導(dǎo)電板的切口成形，導(dǎo)體線圈端部起換向器作用，這切口成形，導(dǎo)體線圈端部起換向器作用，這種空心式高性能伺服電動機大多用于工業(yè)機種空心式高性能伺服電動機大多用于工業(yè)機器人小型器人小型nc機床切割機床上。機床切割機床上。 三、直

24、流伺服電動機三、直流伺服電動機 它在結(jié)構(gòu)上采取了一些措施，盡量提它在結(jié)構(gòu)上采取了一些措施，盡量提高轉(zhuǎn)矩改善動態(tài)特性，既具有一般直流電高轉(zhuǎn)矩改善動態(tài)特性，既具有一般直流電動機的各項優(yōu)點，又具有小慣量直流電動動機的各項優(yōu)點，又具有小慣量直流電動機的快速響應(yīng)性能，易與較大的慣性負載機的快速響應(yīng)性能，易與較大的慣性負載匹配，能較好地滿足伺服驅(qū)動的要求，因匹配，能較好地滿足伺服驅(qū)動的要求，因此在數(shù)控機床工業(yè)機器人等機電一體化此在數(shù)控機床工業(yè)機器人等機電一體化產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用。 三、直流伺服電動機三、直流伺服電動機 大慣量寬調(diào)速直流伺服電動機大慣量寬調(diào)速直流伺服電動機直流伺服電動機

25、直流伺服電動機五、進給驅(qū)動裝置的連接與調(diào)試1 伺服單元端子功能及連接伺服單元端子功能及連接 111系列伺服單元的端子功能系列伺服單元的端子功能 l1 l1 、l2l2、l3l3：三相輸入動力電源端子，交流三相輸入動力電源端子，交流200v200v。l1cl1c、l2cl2c：單相輸入控制電路電源端子，交流單相輸入控制電路電源端子，交流200v200v（出廠（出廠時與時與l1l1、l2l2短接）。短接）。th1th1、th2th2：為過熱報警輸入端子（出廠時，為過熱報警輸入端子（出廠時，th1-th2th1-th2已短已短接），可用于伺服變壓器及制動電阻的過熱信號的輸入。接），可用于伺服變壓器及

26、制動電阻的過熱信號的輸入。rcrc、riri、rere：外接還是內(nèi)裝制動電阻選擇端子。外接還是內(nèi)裝制動電阻選擇端子。rl2rl2、rl3rl3：mccmcc動作確認(rèn)輸出端子（動作確認(rèn)輸出端子（mccmcc的常閉點）。的常閉點）。100a100a、100b100b：c c型放大器內(nèi)部交流繼電器的線圈外部輸入型放大器內(nèi)部交流繼電器的線圈外部輸入電源（電源（型放大器已為內(nèi)部直流型放大器已為內(nèi)部直流24v24v電源）。電源）。ulul、vlvl、wlwl：第一軸伺服電動機動力線。第一軸伺服電動機動力線。umum、vmvm、wmwm：第二軸伺服電動機動力線。第二軸伺服電動機動力線。jv1bjv1b、jv

27、2bjv2b：a a型接口的伺服控型接口的伺服控制信號輸入接口。制信號輸入接口。js1bjs1b、js2bjs2b：b b型接口的伺服控型接口的伺服控制信號輸入接口。制信號輸入接口。jf1jf1、jf2jf2：b b型接口的伺服位置反型接口的伺服位置反饋信號輸入接口。饋信號輸入接口。 ja4ja4：伺服電動機內(nèi)裝絕對編碼器電池電源接口（伺服電動機內(nèi)裝絕對編碼器電池電源接口（6v6v）。）。cx3cx3：伺服裝置內(nèi)伺服裝置內(nèi)mccmcc動作確認(rèn)接口，一般可用于伺服單元動作確認(rèn)接口，一般可用于伺服單元主電路接觸器的控制。主電路接觸器的控制。 cx4：伺服緊急停止信號輸入端，用于機床面板的急停開伺服

28、緊急停止信號輸入端，用于機床面板的急停開關(guān)（常閉點）。關(guān)（常閉點）。 五、進給驅(qū)動裝置的連接與調(diào)試電纜接口說明電纜接口說明 ssck20數(shù)控車床伺服單元連接圖數(shù)控車床伺服單元連接圖1伺服單元過電壓報警伺服單元過電壓報警“1”2 2. .伺服單元控制電壓低報警伺服單元控制電壓低報警“2” 2” 3 3伺服單元主電路低電壓報警伺服單元主電路低電壓報警“3”3”伺服單元主電路低電壓報警是指伺服單元的伺服單元主電路低電壓報警是指伺服單元的dc300vdc300v電壓低或為電壓低或為0v0v報警。報警。4.4.伺服單元伺服單元dcdc制動回路報警制動回路報警 “ “4”4”5 5伺服單元過熱報警伺服單元

29、過熱報警“5”5”伺服單元過熱報警是指伺服單元檢測出過熱輸入信號。產(chǎn)生的故障原因可能有：伺服單元過熱報警是指伺服單元檢測出過熱輸入信號。產(chǎn)生的故障原因可能有：6 6伺服單元過電流報警伺服單元過電流報警“8”8”、“9”9”、“b”b”伺服單元過電流報警是指伺服單元的第伺服單元過電流報警是指伺服單元的第1 1軸、第軸、第2 2軸及第軸及第1 1、2 2軸檢測出過電流。軸檢測出過電流。產(chǎn)生的故障原因可能有：產(chǎn)生的故障原因可能有：7 7伺服單元的智能功率模塊（伺服單元的智能功率模塊（ipmipm）報警）報警“8.”8.”、“9.”9.”、“b.”b.”系列伺服單元報警代碼系列伺服單元報警代碼2.fa

30、nuc 系統(tǒng)系統(tǒng)i系列伺服單元系列伺服單元l1l1、l2l2、l3l3：主電源輸入端接口，三相交流電源：主電源輸入端接口，三相交流電源200v200v、50/60hz50/60hz。u u、v v、w w：伺服電動機的動力線接口。：伺服電動機的動力線接口。dccdcc、dcpdcp：外接：外接dcdc制動電阻接口。制動電阻接口。cx29cx29：主電源：主電源mccmcc控制信號接口?？刂菩盘柦涌?。cx30cx30：急停信號（：急停信號（* *espesp）接口。）接口。cxa20cxa20：dcdc制動電阻過熱信號接口。制動電阻過熱信號接口。cx19acx19a：dc24vdc24v控制電路

31、電源輸入接口。連接外部控制電路電源輸入接口。連接外部24v24v穩(wěn)壓穩(wěn)壓電源。電源。cx19bcx19b：dc24vdc24v控制電路電源輸出接口。連接下一個伺服單控制電路電源輸出接口。連接下一個伺服單元的元的cx19acx19a。c0p10ac0p10a：伺服高速串行總線（：伺服高速串行總線（hssbhssb）接口。與下一個伺服）接口。與下一個伺服單元的單元的c0p10bc0p10b連接（光纜）。連接（光纜）。c0p10bc0p10b：伺服高速串行總線（：伺服高速串行總線（hssbhssb）接口。與）接口。與cnccnc系統(tǒng)的系統(tǒng)的c0p10ac0p10a連接（光纜）。連接（光纜）。jx5j

32、x5：伺服檢測板信號接口。：伺服檢測板信號接口。jf1jf1：伺服電動機內(nèi)裝編碼器信號接口。：伺服電動機內(nèi)裝編碼器信號接口。cx5xcx5x：伺服電動機編碼器為絕對編碼器的電池接口：伺服電動機編碼器為絕對編碼器的電池接口。 fanuc 系統(tǒng)系統(tǒng)i系列伺服單元端子功能系列伺服單元端子功能數(shù)控車床數(shù)控車床i伺服單元連接圖（伺服單元連接圖（oi matetb）系列伺服模塊系列伺服模塊i系列伺服模塊系列伺服模塊3.3伺服模塊伺服模塊(svm)驅(qū)動裝置及維修技術(shù)驅(qū)動裝置及維修技術(shù)（1）dc link端子盒端子盒（2）絕對脈沖編碼器電池）絕對脈沖編碼器電池（3）狀態(tài)指示）狀態(tài)指示（4）絕對編碼器電池電源連

33、接線（）絕對編碼器電池電源連接線（cx5x）（5）接口型設(shè)定開關(guān)）接口型設(shè)定開關(guān)s1/s2（6）24v電源保險電源保險f2（7）24v電源電源i/o連接器連接器 cx2a/cx2b（8）dc link充電燈充電燈（9）信號檢測板連接器）信號檢測板連接器jx5（10）模塊之間接口輸入連接器）模塊之間接口輸入連接器jx1a（11）模塊之間接口輸出連接器）模塊之間接口輸出連接器jx1b（12）（）（13）a型接口伺服信號連接器型接口伺服信號連接器 jv1b/jv2b（14）（）（15）b型接口伺服信號連接器型接口伺服信號連接器js1b/js2b（16）（）（17）b型接口伺服電機編碼器連接器型接口伺

34、服電機編碼器連接器jf1/jf21. 系列伺服模塊端子功能系列伺服模塊端子功能 fanuc 系統(tǒng)系統(tǒng)系列伺服模塊連接原理圖系列伺服模塊連接原理圖(4軸軸)fanuc 系統(tǒng)系統(tǒng)系列伺服模塊實際連接圖系列伺服模塊實際連接圖(4軸軸)2.fanuc 系統(tǒng)系統(tǒng)i系列伺服模塊端子接口功能系列伺服模塊端子接口功能battery：為伺服電動機絕對編碼器的電池盒（為伺服電動機絕對編碼器的電池盒（dc6v）。）。status：為伺服模塊狀態(tài)指示窗口。為伺服模塊狀態(tài)指示窗口。cx5x：為絕對編碼器電池的接口。為絕對編碼器電池的接口。 cx2a：為為dc24v電源、電源、*esp急停信號、急停信號、xmif報警信息

35、輸入接報警信息輸入接口，與前一個模塊的口，與前一個模塊的cx2b相連。相連。cx2b：為為dc24v電源、電源、*esp急停信號、急停信號、xmif報警信息輸出接報警信息輸出接口，與后一個模塊的口，與后一個模塊的cx2a相連。相連。c0p10a：伺服高速串行總線（伺服高速串行總線（hssb）輸出接口。與下一個伺服）輸出接口。與下一個伺服單元的單元的c0p10b連接（光纜）。連接（光纜）。c0p10b：伺服高速串行總線（伺服高速串行總線（hssb）輸入接口。與）輸入接口。與cnc系統(tǒng)的系統(tǒng)的c0p10a連接（光纜）。連接（光纜）。jx5：為伺服檢測板信號接口。為伺服檢測板信號接口。jf1、jf2

36、：為伺服電動機編碼器信號接口。為伺服電動機編碼器信號接口。cz2l、cz2m：為伺服電動機動力線連接插口。為伺服電動機動力線連接插口。 fanuc 系統(tǒng)系統(tǒng)i系列伺服模塊連接系列伺服模塊連接(3軸軸) 3.系列系列伺服模塊的報警代碼及故障原因分析伺服模塊的報警代碼及故障原因分析 (1)(1)內(nèi)部風(fēng)扇停止報警代碼內(nèi)部風(fēng)扇停止報警代碼“1”1” (2)(2)控制電路電壓低報警代碼控制電路電壓低報警代碼“2”2” (3)(3)主電路主電路dc300vdc300v電壓低報警代碼電壓低報警代碼“5”5” (4)(4)伺服模塊過熱報警代碼伺服模塊過熱報警代碼“6”6” (5)(5)伺服模塊的冷卻風(fēng)扇停止報

37、警代碼伺服模塊的冷卻風(fēng)扇停止報警代碼“f”f” (6)(6)伺服模塊之間通信錯誤報警代碼伺服模塊之間通信錯誤報警代碼“p”p” (7)(7)伺服模塊主電路（伺服模塊主電路（dc300vdc300v）過電流報警代碼）過電流報警代碼“8”8” (8)(8)伺服模塊的伺服模塊的ipmipm過熱過熱/ /過電流報警代碼過電流報警代碼“8.”8.”、“9.”9.”、“a.”a.” 3.5 3.5 伺服參數(shù)的設(shè)定及初始化操作伺服參數(shù)的設(shè)定及初始化操作 3.5.1 3.5.1 數(shù)控系統(tǒng)伺服參數(shù)的設(shè)定數(shù)控系統(tǒng)伺服參數(shù)的設(shè)定 1 1伺服參數(shù)設(shè)定的條件伺服參數(shù)設(shè)定的條件 （1 1）c cnc單元的類型及相應(yīng)軟件（

38、功能），如系統(tǒng)是單元的類型及相應(yīng)軟件（功能），如系統(tǒng)是fanuc0c/od系統(tǒng)還是系統(tǒng)還是fanuc16/18/21/0i系統(tǒng)。系統(tǒng)。（2 2）伺服電機的類型及規(guī)格，如進給伺服電動機是伺服電機的類型及規(guī)格，如進給伺服電動機是系列、系列、c系列、系列、i系列、系列、系列、還是系列、還是i系列。系列。（3 3）電機內(nèi)裝的脈沖編碼器類型，如編碼器是增量編碼器還是絕對編碼電機內(nèi)裝的脈沖編碼器類型，如編碼器是增量編碼器還是絕對編碼器。器。（4 4）系統(tǒng)）系統(tǒng)是否使用分離型位置檢測裝置，如是否采用獨立型旋轉(zhuǎn)編碼器是否使用分離型位置檢測裝置，如是否采用獨立型旋轉(zhuǎn)編碼器或光柵尺作為伺服系統(tǒng)的位置檢測裝置。或光

39、柵尺作為伺服系統(tǒng)的位置檢測裝置。（5 5）電機電機轉(zhuǎn)機床工作臺移動的距離，如機床絲杠的螺距是多少，進給轉(zhuǎn)機床工作臺移動的距離，如機床絲杠的螺距是多少，進給電動機與絲杠的傳動比是多少。電動機與絲杠的傳動比是多少。（6 6）機床的檢測單位（例如機床的檢測單位（例如0.001mm）。）。（7 7）cnccnc的指令單位（例如的指令單位（例如0.001mm0.001mm） 2 2伺服參數(shù)的設(shè)定畫面伺服參數(shù)的設(shè)定畫面 fanuc-ocod系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作:fanuc-oia/oib/oic系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作:(1)(1)初始化設(shè)定位初始化設(shè)定位: : #0#0（plc01plc01）：）：設(shè)定為設(shè)定為“0

40、”0”時，檢測單位為時，檢測單位為1m1m，fanucfanucoc/odoc/od系統(tǒng)使系統(tǒng)使用參數(shù)用參數(shù)8n238n23（速度脈沖數(shù)）、（速度脈沖數(shù)）、8n248n24（位置脈沖數(shù)），（位置脈沖數(shù)），fanucfanuc16/18/21/oia16/18/21/oia系統(tǒng)和系統(tǒng)和fanucfanuc16i/18i/21i/oib/oic16i/18i/21i/oib/oic系統(tǒng)使用參數(shù)系統(tǒng)使用參數(shù)20232023（速度脈沖數(shù)）、（速度脈沖數(shù)）、20242024（位置脈沖數(shù)）。設(shè)定為（位置脈沖數(shù)）。設(shè)定為“1”1”時，檢測單位為時，檢測單位為0.1m0.1m，把上面系統(tǒng)參數(shù)的數(shù)值乘，把上面系

41、統(tǒng)參數(shù)的數(shù)值乘1010倍。倍。#1#1（dgprmdgprm）：）：設(shè)定為設(shè)定為“0”0”時，系統(tǒng)進行數(shù)字伺服參數(shù)初始化設(shè)定，當(dāng)時，系統(tǒng)進行數(shù)字伺服參數(shù)初始化設(shè)定，當(dāng)伺服參數(shù)初始化后，該位自動變成伺服參數(shù)初始化后，該位自動變成“1”1”。#3#3（prmcalprmcal）：）：進行伺服初始化設(shè)定時，該位自動變成進行伺服初始化設(shè)定時，該位自動變成“1”1”（fanucfanucoc/odoc/od系統(tǒng)無此功能）。根據(jù)編碼器的脈沖數(shù)自動計算下列參數(shù)：系統(tǒng)無此功能）。根據(jù)編碼器的脈沖數(shù)自動計算下列參數(shù)：prm2043prm2043、prm2044prm2044、prm2047prm2047、prm

42、2053prm2053、prm2054prm2054、prm2056prm2056、prm2057prm2057、prm2059prm2059、prm2074prm2074、prm2076prm2076。 (2)(2)伺服電動機伺服電動機idid號（號（motor id nomotor id no） (3)amr(3)amr：設(shè)定電樞倍增比：設(shè)定電樞倍增比 系列和系列和ii系列伺服電動機設(shè)定為系列伺服電動機設(shè)定為“00000000”00000000”與電機內(nèi)裝編碼器類型無關(guān)。與電機內(nèi)裝編碼器類型無關(guān)。 （4 4）cmrcmr：設(shè)定伺服系統(tǒng)的指令倍率：設(shè)定伺服系統(tǒng)的指令倍率 設(shè)定值設(shè)定值= =（指令單位（指令單位/ /檢測單位）檢測單位）2 2 如數(shù)控車床的如數(shù)控車床的x軸通常采用直徑編程：為軸通常采用直徑編程：為1數(shù)控銑床和加工中心：為數(shù)控銑床和加工中心：為2（5 5）設(shè)定柔性進給傳動比（）設(shè)定柔性進給傳動比（n/mn/m） 半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)：半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)：n/m = (n/m = (伺服電動機一轉(zhuǎn)所需的位置反饋脈沖數(shù)伺服電動機一轉(zhuǎn)所需的位置反饋脈沖數(shù)/100/100萬萬) )的的約分?jǐn)?shù)約分?jǐn)?shù)例例1:某數(shù)控車床的某數(shù)控車床的x軸伺服電動機與進給絲杠直連軸伺服電動機與進給絲杠直連,絲杠的絲杠的螺距為螺距為6mm