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3项目三数控机床进给系统故障诊断与维修.pptx

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SoutheastUniversityPress;CONTENTS;项目三

数控机床进给系统故障诊断与维修;数控机床进给系统的拆装

;数控机床进给系统主要包括伺服电机、联轴器、滚珠丝杠螺母副、导轨等部件组成。;进给系统的动力源为伺服动机,传动机构为联轴器,采用直连的方式与滚珠丝杠螺母副连接,滚珠丝杠螺母副支撑在前后轴承座上,而滚珠丝杠通过固定在工作台上的螺母带动工作台移动,滚珠丝杠螺母副把伺服电机的旋转运动转变成工作台的直线移动。;一、数控机床伺服系统

数控机床的进给系统又称为伺服系统,那什么是伺服呢?伺服是英文Servo的音译词,念起来与中文的伺服发音差不多。伺服这个词就是“伺候”、“服从”,就是非常听话,让走到哪,就走到哪,让它做什么,就做什么。在数控机床工作过程中,首先是由CNC系统发出指令脉冲,然后让哪一个驱动电动机拖着工作台动,这一台电动机就动,而且这台电动机的运动速度、运动的距离,完全按着CNC系统的指令行事,并能够非常准确无误地完成指令要求的任务。;一、数控机床伺服系统

1.伺服系统的工作原理

伺服系统是一种反馈控制系统,它以指令脉冲为输入给定值与输出被调量进行比较,利用比较后产生的偏差值对系统进行自动调节,以消除偏差,使被调量跟踪给定值。所以伺服系统的运动来源于偏差信号,必须具有负反馈回路,并且始终处于过渡过程状态。在运动过程中实现了力的放大。伺服系统必须有一个不断输入能量的能源,外加负载可视为系统的扰动输入。;一、数控机床伺服系统

2.伺服系统的作用

在数控机床中,伺服系统是数控装置和机床的联系环节,它的作用是把来自数控装置中插补器的指令脉冲或计算机插补软件生成的指令脉冲,经变换和放大后,转换为机床移动部件的机械运动,并保证动作的快速和准确。数控机床的精度和速度等技术指标,常常主要取决于伺服系统。;一、数控机床伺服系统

3.伺服系统的分类

数控机床伺服系统的分类方法很多。按伺服系统有无检测元件可分为开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统,这是伺服系统最主要的分类方法。;一、数控机床伺服系统

3.伺服系统的分类;一、数控机床伺服系统

3.伺服系统的分类

(1)开环控制的伺服系统

这类机床的伺服进给系统中没有位移检测反馈装置,数控装置的控制指令直接通过驱动装置控制步进电机的运转,然后通过机械传动系统转化成刀架或工作台的位移,如上图(a)所示。这种控制系统由于没有检测反馈,位移精度一般不高,但其控制方便、结构简单、价格便宜,在我国广泛用于经济型数控机床或旧设备的数控改造中。;一、数控机床伺服系统

3.伺服系统的分类

(2)闭环控制的伺服系统

闭环控制的伺服系统又称为全闭环控制的伺服系统,其检测装置安装在机床刀架或工作台等执行部件上,用以直接检测这些执行部件的实际运行位置(直线位移),并将其与CNC装置的指令位置(或位移)相比较,用其差值进行控制,如上图(b)所示。这种控制方式是直接检测,位置控制精度很高,但由于它将丝杠螺母副及机床工作台这些大惯量环节放在闭环之内,系统稳定性受到影响,调试困难,且结构复杂、价格昂贵。;一、数控机床伺服系统

3.伺服系统的分类

(3)半闭环控制的伺服系统

这类机床的位置检测元件安装在伺服电机上,通过测量伺服电机的角位移间接计算出机床工作台等执行部件的实际位置(或位移),然后进行反馈控制,如上图(c)所示。由于将丝杠螺母及机床工作台等大惯量环节排除在闭环控制系统之外,不能补偿它们的运动误差,精度受到影响,但系统稳定性有所提高,调试比较方便、价格也较全闭环系统便宜。;一、数控机床伺服系统

3.伺服系统的分类

此外数控机床伺服系统的分类还有按作用或功能不同可分为主轴伺服系统和进给伺服系统;按驱动电机不同可分为直流伺服系统和交流伺服系统;按反馈比较控制方式不同可分为脉冲比较伺服系统、相位比较伺服系统和幅值比较伺服系统。;二、数控机床进给传动系统的组成

一个典型数控机床闭环控制的进给传动系统,通常由伺服电动机、联轴器、机械传动装置,机械支承装置和位置检测装置等几部分组成。;二、数控机床进给传动系统的组成

1.伺服电动机

数控机床进给传动系统所用的伺服电动机通常分为两大类,即直流伺服电动机和交流伺服电动机。;二、数控机床进给传动系统的组成

1.伺服电动机

(1)直流伺服电动机

优点:具有良好的宽调速特性,其输出转矩大,过载能力强;电动机自身惯量较大,与机床传动部件的惯量相当,因此所构成的闭环系统在电动机安装到机床上之前调整好后,在机床上几乎不需再做什么调整,使用十分方便;此类电动机大多配有晶闸管全控或半控桥调速装置。

缺点:直流伺服电动机带有数对电刷,电动机旋转时,电刷与换向器摩擦而逐渐磨损。因此,对电刷的维护是直流伺服电动机维护的主要内容。;二、数控机床进给传动系统的组成

1.伺服电

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