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自动化生产线伺服电机的基本原理及数控应用

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-10-10 12:17:24 * 浏览: 1
一,机电一体化概述及机床电气控制技术的发展随着科学技术的不断发展和生产工艺中新要求的不断引入,机电一体化技术得到了飞速发展。控制方式主要是从手动到自动,在控制功能上,从简单到复杂,在操作上,从大到轻。随着新的控制理论和新的电气电子设备的出现,它为电气控制技术的发展开辟了新的途径。传统的机床电气控制是继电器触点式控制系统,它由继电器,接触器,按钮,行程开关等组成,以实现对机床的启动,停止和极速控制。继电器触点控制系统具有结构简单,维护方便,抗干扰性强,价格低廉的优点,因此被广泛应用于各种机床和机械设备中。目前,中国的继电器触点控制仍然是机床和其他机械设备电气控制的最基本形式之一。在实际生产中,由于有很多由开关量控制的简单程序控制过程,并且实际生产过程和过程不断变化,传统的继电器触点控制系统常常不能满足这一要求,因此出现了一种控制装置结合了继电器触点控制和电子技术的序列控制器。它可以根据生产需要更改控制程序,但它比电子计算机更简单,更便宜。通过组合逻辑元件进行连接或编程,以实现继电器触点控制。但是,其装置笨重并且功能受到限制。随着大规模集成电路和微处理器技术的发展和应用,上述控制技术也发生了根本变化。在1970年代,计算机存储技术被引入到顺序控制器中,从而产生了新的工业控制器。 -结合了计算机控制和继电器控制系统优势的可编程逻辑控制器(PLC),已在全世界范围内作为标准通用设备广泛应用于工业控制中。为了解决单件和小批量生产的自动化问题(约占机器总加工量的80%),在1950年代出现了CNC机床。它结合了电子,计算机,检查,自动控制和机器结构设计等各个技术领域的技术成就。这是典型的机电产品。经过40年的发展,数控机床的种类和性能一直在不断提高。其中,带轮廓控制的CNC机床和具有自动换刀装置和工作台自动分度的CNC加工中心得到了更快的发展。数控机床由控制介质,数控装置,伺服系统和机体组成。伺服系统的性能是决定数控机床精度和生产率的主要因素之一。二,伺服系统在CNC加工中的作用和组成在自动控制系统中,以一定精度更改输出以跟随输入量变化的系统称为伺服系统,也称为伺服系统。数控机床的伺服系统是指将机床的运动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统,也称为从动系统。伺服系统由伺服驱动器和驱动组件(或执行器自动化生产线伺服电机)组成。高性能伺服系统还具有检测装置,可反馈实际输出状态。 CNC机床伺服系统的功能是接受来自数控装置的指令信号,驱动机床的运动部件跟随指令脉冲运动,并确保快速准确的动作,这需要高质量的速度和位置伺服。以上主要是指进给伺服控制,也指主运动的伺服控制,但对控制的要求不高。技术指标,如精度和速度CNC机床通常主要依赖于伺服系统。三,伺服系统的基本要求和特点1.伺服系统的基本要求(1)稳定性:稳定性是指在给定的输入或外部干扰下,经过短暂的调整,系统可以达到新的或响应的状态。达到原始平衡状态。 (2)高精度:伺服系统的精度是指输出可以跟随输入量的程度。作为精密加工的CNC机床,所需的定位精度或轮廓加工精度通常很高,允许偏差通常在0.01到0.001 mm之间。 (3)响应速度快:响应速度快是伺服系统动态质量的标志之一,通常要求跟踪命令信号的响应要快,过渡处理时间要短。在200ms甚至不到几十毫秒的时间内,另一方面,为了满足超调要求,过渡过程的前沿必须陡峭,即增加的速率很大。 2.伺服系统的主要特征(1)检测装置:闭环控制,具有合成速度和位置。 (2)反馈比较的原理和方法多种多样:根据检测装置反馈信息的原理,伺服系统的反馈比较方法也有所不同。当前,存在三种类型的脉冲比较,相位比较和幅度比较。 (3)高性能自动化生产线伺服电机(简称自动化生产线伺服电机):数控机床,用于高效,复杂的轮廓加工。伺服系统通常会处于频繁的启动和制动过程中。要求电动机的输出转矩与惯性矩之比大,以产生足够大的加速度或制动转矩。要求伺服电动机在低速时具有足够大的输出扭矩,并且必须平稳运行,以最大程度地减少与机械运动部件的连接中的中间环节。 (4)调速范围大的调速系统,即调速伺服系统:从系统的控制结构来看,数控机床的位置闭环系统可以看作是对外部位置调整的双闭环自动控制环和内环速度调节。该系统的实际工作过程是将位置控制输入转换为相应的速度给定信号,然后通过速度控制系统驱动自动化生产线伺服电机以实现实际排量。数控机床的主要运动需要高速调节性能,因此伺服系统必须是高性能的宽速控制系统。四,伺服系统伺服系统按其驱动部件分类,有步进伺服系统,直流电动机(简称直流电动机)伺服系统,交流电动机(简称交流电动机)伺服系统。根据控制方法,有开环伺服系统,闭环伺服系统和半闭环伺服系统。实际上,数控系统也分为开环,闭环和半闭环三种类型,它们与伺服系统的三种方法有关。 1.开环系统图1是开环系统的框图,它主要由驱动电路,执行器和机床组成。常用的执行器是自动化生产线步进电机。开环系统(通常称为自动化生产线步进电机作为执行器)是步进伺服系统。在此系统中,如果是大功率驱动器,则将自动化生产线步进电机用作致动器。驱动电路的主要任务是将指令脉冲转换为驱动执行器所需的信号。 2.闭环系统pstyle =” font-family:Times New Roman,字体大小:14.6667px,行高:25px,w