數(shù)控機床原理及其應用

1、第三章 CNC系統(tǒng)結構及方法CNC系統(tǒng)組成及特點計算機數(shù)控系統(tǒng)硬件結構CNC系統(tǒng)軟件結構及控制CNC系統(tǒng)常見外設及接口CNC系統(tǒng)實例數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-1 CNC系統(tǒng)的結構及組成一、CNC系統(tǒng)的定義及結構定義 CNC是用一個存儲程序的計算機，按照存儲在計算機內(nèi)的控制程序去執(zhí)行數(shù)控裝置的一部分或全部功能，在計算機之外的唯一裝置是接口。 CNC與NC的區(qū)別方框圖CNC控制器指令輸入計算機硬件電路伺服系統(tǒng)數(shù)控機床數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-1 CNC系統(tǒng)的結構及組成一、CNC系統(tǒng)的定義及結構系統(tǒng)方框圖CPU存儲器手動數(shù)據(jù)輸入顯示單元接口紙帶輸入機接口紙帶穿孔機接口數(shù)據(jù)輸入接口

2、數(shù)據(jù)輸出接口零件程序存儲器位置控制單元放大器D/A轉換速度控制單元模擬主軸輸出CRT接口盒式磁帶機接口旋轉式感應同步器數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院D/A轉換旋轉變壓器直流電機3-1 CNC系統(tǒng)的結構及組成二、CNC系統(tǒng)軟件輸入數(shù)據(jù)處理程序插補運算及位置控制程序速度控制程序系統(tǒng)管理程序診斷程序數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-1 CNC系統(tǒng)的結構及組成二、CNC系統(tǒng)軟件1. 輸入數(shù)據(jù)處理程序 接收零件加工程序，并進行翻譯、整理，按照一定的格式存放，有些數(shù)控系統(tǒng)還進行刀補、插補、速度控制的預計算。 實時性要求不高，輸入數(shù)據(jù)處理充分些，可減輕實時控制（插補、位置控制）的負擔。 輸入：多種接口，

3、均產(chǎn)生中斷請求 譯碼：語法檢查、加工程序存放等 數(shù)據(jù)處理：刀補、速度計算、輔助功能的處理等數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-1 CNC系統(tǒng)的結構及組成二、CNC系統(tǒng)軟件2. 插補運算及位置控制程序 插補 根據(jù)不同的插補方法計算出下一步的進給量，并輸出給位置控制系統(tǒng)，位置控制還需要進行誤差補償、增益調(diào)整等。 實時性要求高?？刹捎么植逖a和精插補結合 位置控制 位置控制的主要任務是在每個采樣周期內(nèi)，將插補計算出的理論位置與實際反饋位置相比較，用其插值去控制進給電機。還要完成位置回路增益調(diào)整、各坐標方向的螺距誤差補償和反響間隙補償。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-1 CNC系統(tǒng)的結構及組成二、C

4、NC系統(tǒng)軟件3. 速度控制程序 目的是控制脈沖分配的速度，與插補計算方法有關；速度突變時，自動進行加減速控制。 速度控制的常用方法 軟件方法 硬件定時器數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-1 CNC系統(tǒng)的結構及組成二、CNC系統(tǒng)軟件4. 系統(tǒng)管理程序對各功能程序進行調(diào)度，是整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。5. 診斷程序自動檢查系統(tǒng)的故障，并指出故障發(fā)生的部位。在線離線數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-1 CNC系統(tǒng)的結構及組成三、計算機數(shù)控系統(tǒng)的特點1. 靈活性2. 通用性3. 可靠性4. 易于實現(xiàn)許多復雜的功能5. 使用維修方便數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-2 計算機數(shù)控系統(tǒng)硬件結構一、CNC系統(tǒng)

5、的硬件構成特點整體式、分體式大板式結構、模塊化結構單微處理器、多微處理器二、單微處理器結構一個微處理器完成所有的功能采用總線結構結構簡單，易于實現(xiàn)功能受限制數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-2 計算機數(shù)控系統(tǒng)的硬件結構三、多微處理器結構1. 結構特點性能價格比高采用模塊化結構具有良好的適應性和擴展性可靠性高硬件易于組織規(guī)模化生產(chǎn)2. 典型結構共享總線結構共享存儲器結構數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-3 CNC系統(tǒng)軟件結構及控制一、CNC系統(tǒng)的軟硬件組合類型按照插補器可分為三種： 完全硬件插補器 軟硬件插補器 完全軟件插補器數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-3 CNC系統(tǒng)軟件結構及控制二

6、、CNC系統(tǒng)的控制軟件結構特點1. 多任務并行處理多任務輸入I/O處理顯示診斷譯碼刀補速度處理插補位置控制數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院輸入顯示診斷控制I/O譯碼刀補速度處理插補管理CNC系統(tǒng)控制位置控制初始化診斷顯示I/O插補位控中斷優(yōu)先級從高到低插補準備輸入鍵盤3-3 CNC系統(tǒng)軟件結構及控制二、CNC系統(tǒng)的控制軟件結構特點1. 多任務并行處理并行處理 指計算機在同一時間內(nèi)完成兩種或兩種或兩種以上相同性質或性質不同的工作 多CPU、串并轉換 資源分時共享 資源重疊流水處理數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-3 CNC系統(tǒng)軟件結構及控制二、CNC系統(tǒng)的控制軟件結構特點2. 實時中斷處理 滿

7、足時實性和多任務的要求，中斷結構決定了系統(tǒng)軟件結構 外部中斷 內(nèi)部定時器中斷 硬件故障中斷 程序性中斷數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-3 CNC系統(tǒng)軟件結構及控制三、CNC系統(tǒng)的控制軟件及其工作過程輸入、譯碼、預計算、插補計算、輸出、管理與診斷1. 輸入輸入設備：閱讀機、磁帶機、磁盤、鍵盤輸入方式：中斷，有相應的中斷服務程序功能：奇偶校驗、操作數(shù)是否超限、字地址順序、字地址格式、信息完整性、輸入設備控制、將零件程序存入零件程序存儲器數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-3 CNC系統(tǒng)軟件結構及控制三、CNC系統(tǒng)的控制軟件及其工作過程2. 譯碼 將輸入的零件程序數(shù)據(jù)翻譯成數(shù)控系統(tǒng)所能識別的語言

8、，有硬件譯碼（并行，快）和軟件譯碼（串行、相對慢一些）。 功能是把程序段中的各數(shù)據(jù)根據(jù)前后文字地址送到相應的緩沖寄存器中。每個字符譯碼過程： 建立格式標志 確定存放地址 確定調(diào)用“數(shù)碼轉換次數(shù)”數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-3 CNC系統(tǒng)軟件結構及控制三、CNC系統(tǒng)的控制軟件及其工作過程3. 預計算 減輕插補程序的負擔，提高系統(tǒng)實時性。包括：刀具長度補償計算、刀具半徑補償計算、象限、進給方向判斷、進給速度換算、機床輔助功能判斷等。進給速度的控制方法： 程序延時法：占用CPU資源 中斷法：定時器中斷 時間分割法：閉環(huán)、半閉環(huán)加減速過程需要考慮數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-3 CNC系

9、統(tǒng)軟件結構及控制三、CNC系統(tǒng)的控制軟件及其工作過程4. 插補計算（空間直線插補實例）zzeA(xe,ye,ze)xexyey數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院3-3 CNC系統(tǒng)軟件結構及控制三、CNC系統(tǒng)的控制軟件及其工作過程4. 插補計算（空間直線插補實例） 10 8F =L = F 60 1000 750 x = L cos y = L cos z = L cos cos =cos =cos =xex + y +z2e2e2ex e x xeye y yeze z zexeeeyex + y +z2e2e2ezex + y +z2e2e2exixe ye 0P(xi,yj)F 0oxxe

10、y j xi ye 0點在直線上方 0Fij 0F0oxA(xe,ye)+x或+y方向+x方向+y方向新偏差計算+x進給： Fi +1, j = x e y j ( x i + 1) ye = x e y j x i y e y e = F i , j y e+y進給： Fi , j +1 =x e ( y j + 1 ) x i ye = x e y j x i y e + x e = F i , j + x e數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-2 逐點比較法一、逐點比較法直線插補2. 算法分析（第 象限）終點比較 用Xe+Ye作為計數(shù)器，每走一步對計數(shù)器進行減1計 算，直到計數(shù)器為零為止

11、。總結Fij = xe y j x i ye第三拍 運算Fi + 1 , j = Fi , j y eFi, j+1 = Fi, j + x e第一拍 判別 第二拍 進給F ij 0F ij 0第四拍 比較+x+ yE i + j = E終 1數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-2 逐點比較法一、逐點比較法直線插補3. 運算舉例（第 象限）序號 第一拍：判別 第二拍：進給Fij = xe y j x i ye加工直線OA，終點坐標xe=5, ye=3, E8=xe+ye=8, F00=0第三拍：運算第四拍：比較123F 00 = 0F10 ( = 3 ) 0F 21 ( = 1) 0F 32

12、( = 1) 0F 42 ( = 2 ) 045678+x+y+x+y+x+x+y+xF10 = F 00 y e = 0 3 = 3F11 = F10 + x e = 3 + 5 = 2F 21 = F11 y e 2 3 = 1F 22 = F 21 + x e 1 + 5 = 4F 32 = F 22 y e = 4 3 = 1F 42 = F 32 y e = 1 3 = 2F 43 = F 42F 53 = F 43E 7 = E8 1E6E5E4E3= E7 1= E6 1= E5 1= E4 1 E 2 = E3 1+ x e = 2 + 5 = 3 E1 = E 2 1 ye

13、3 3 = 0E 0 = E1 1數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-2 逐點比較法二、逐點比較法圓弧插補（第 象限逆圓?。┢钆袆e圓弧上圓弧外圓弧內(nèi) 2222xi + yj = x0 + y0 2222xi + yj x0 + y0 2222xi + yj 0yF0o 2222( xi x0 ) + ( yj y0 ) 0F 0 點在圓弧外 0Fij 0F0oP(x0,y0)x Fi+1, j = ( xi 1)新偏差計算Fi , j +1 =數(shù)控機床原理與系統(tǒng)+ 2yj 2y0= Fij 2xi + 1x i +1 = x i 1 2xiyj = yj 2y0 2x0+ ( y j + 1

14、) 2= Fij + 2yj +1y j +1 = y j + 1西工大機電學院xi = xi2-2 逐點比較法二、逐點比較法圓弧插補（第 象限逆圓?。┙K點比較 用(X0-Xe)+(Ye-Y0 )作為計數(shù)器，每走一步對計數(shù) 器進行減1計算，直到計數(shù)器為零為止。 22總結 Fij = x i2 x0）（y 2 y0） （ + j第一拍 判別第二拍 進給第三拍 運算第四拍 比較Fij 0Fij 0 x+ y Fi +1, j = Fi , j 2 x i + 1 yj = yjx = x 1i +1iFi , j +1 = Fi , j + 2 y j + 1xi = xiE i + j = E終

15、 1y j +1 = y j + 1數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-2 逐點比較法逐點比較法總結判別：判別刀具當前位置相對于給定輪廓的偏差狀況。進給：根據(jù)判斷結果，控制相應坐標軸的進給方向。運算：按偏差計算公式重新計算新位置的偏差值。比較：若已經(jīng)插補到終點，結束插補計算，否則重復上述過程。（方框圖和流程圖見P28）類型直線坐標進給偏差計算公式Fij 0Fij 0Fij 0Fij 0+ x+ yFi +1, j = Fi , j yeFi , j +1 = Fi , j + xeFi +1, j = Fi , j 2 x i + 1Fi , j +1 = Fi , j + 2 y j + 1

16、逆圓弧數(shù)控機床原理與系統(tǒng) x+ y西工大機電學院2-2 逐點比較法三、坐標變換和終點判別問題1. 象限與坐標變換直線 利用第象線公式，終點坐標以絕對值帶入直接計算 0向x / x方向進給Fij = xe y j x i ye 0向y / y方向進給F0yF0F0 xFi +1, j = Fi , j yeFi , j +1 = Fi , j + xe 圓弧 對于不同象線的順時針圓弧、逆時針圓弧，插補進給方向和偏差計算公式不同數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-2 逐點比較法圓弧：偏差計算公式中的坐標以絕對值帶入Fij = x x ）（y y ） （ +2i202j20線型SR1SR3NR2NR

17、4SR2SR4NR1NR3數(shù)控機床原理與系統(tǒng)Fij 0 -y + y -y + y+xFij 0+ x 偏差計算公式Fij 0 時： Fi , j +1 = Fi , j 2 y j + 1- x- x+ x+ yx i +1 = x i y j +1 = y j 1Fij 0 時： Fi +1, j = Fi , j + 2 x i + 1 x i +1 = x i + 1 y j = y jFij 0 時： Fi +1, j = Fi , j 2 x i + 1 x i +1 = x i 1 y j = y jFij 0 時： Fi , j +1 = Fi , j + 2 y j + 1

18、x i = x i y j +1 = y j + 1- x- x+ x-y+ y-y西工大機電學院2-2 逐點比較法三、坐標變換和終點判別問題2. 終點判別問題設置一個終點減法計數(shù)器設置兩個終點減法計數(shù)器設置兩個坐標中進給量大的為終點計數(shù)器數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-2 逐點比較法四、逐點比較法的合成進給速度 vX坐標進給速度： x = 60 f x 空間直線： = v + v + v v2x2y2z逐點比較法合成進給速度：fg = fx + f y脈沖源頻率fg，進給x就是進給yv x = 60 f xv = 2vxv y = 60 f y= 60 2fx+ 2vy+ 2fyv ma

19、x = v g = 60 f gvv max數(shù)控機床原理與系統(tǒng)= 2fx+ 2fyfg=x +yx+ y22 vmaxkv = 1.414 vmin西工大機電學院2-3 數(shù)字積分法 DDA法特點：脈沖分配均勻，易于實現(xiàn)多坐標直線插補聯(lián)動或平面上各種曲線。 y一、DDA的基本原理F= F = y t y t =1in 1i =0n 1i =0n 1i =0ii二、DDA直線插補利用了otx = xi =0n 1y = yi =0n 1要走出直線，關鍵是x、y要按照一定的規(guī)律變化。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-3 數(shù)字積分法二、DDA直線插補vx v y v =kxeye LyvvyvxoE

20、(xe, ye)x = v x t = kx e t y = v y t = ky e tx=i =1 mmx =i =1 mmkxe t = mkxe = xemk = 1y= y = ky t = mkyei =1i =1e= ye 1k= m 1m= kx取決于硬件或軟件變量類型關鍵是如何選擇m、kx = kxe 1累加次數(shù)k 1 / xenxe = 2 1n 11k= n n 22 1m =1/ k = 2數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院n一定時，m為定值，無論線段多長，都需經(jīng)過m次累加才能到達終點Xe、Ye2-3 數(shù)字積分法二、DDA直線插補 在NC插補時，需要設置兩個被積函數(shù)寄存器

21、kxe 、kye，再設置兩個累加器對kxe 、kye進行累加，累加器的溢出作為此方向的進給，余數(shù)仍存在累加器中?？紤]到kxe 、kye與xe 、ye在計算機中存儲時只是小數(shù)點不同，構造以下積分器 x e + x e x e 溢出 x 省略了kye + ye y e 溢出 y 經(jīng)過m次計算，x、y方向累加器溢出的脈沖數(shù)為xe 、ye，如用溢出脈沖來控制機床進給，可走出所需要的直線P34運算框圖和流程圖數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-3 數(shù)字積分法二、DDA直線插補舉例：用10 進制插補直線，終點坐標為（8，6） m=10，n=1，k=0.1x方向積分x方向溢出y方向積分 Y方向溢出累加次數(shù)8

22、642086420數(shù)控機床原理與系統(tǒng)0111101111西工大機電學院62840628400101101011123456789102-3 數(shù)字積分法二、DDA直線插補舉例：用10 進制插補直線，終點坐標為（8，6） m=10，n=1，k=0.1yE(8,6)o數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院x2-3 數(shù)字積分法二、DDA直線插補P34運算框圖和流程圖P35DDA直線插補舉例tJRxJvxJvyJRy數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院xy2-3 數(shù)字積分法三、DDA圓弧插補插補過程（NR1） vyvxv =k yRxvxyvvyP(x,y)x =v x t = ky tox y = v y t

23、= kx t仿照直線插補方案構造積分器，省略k Jvx與Jvy直線對應關系不與直線插補有兩個本質區(qū)別 同且寄存的是動點坐標數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-3 數(shù)字積分法三、DDA圓弧插補插補過程（NR1）P37DDA圓弧插補舉例tJRxJvx (y) y0Jvy (x) x0 JRy數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院xy2-3 數(shù)字積分法三、DDA圓弧插補不同象限及順時針圓弧插補過程和積分器構造基本與NR1相同，不同之處： 控制x 、y的進給方向不同。 被積函數(shù)寄存器Jvx、Jvy的內(nèi)容是加1、減1視坐標x、 y的變化而定。SR1 SR2 SR3 SR4 NR1 NR2 NR3 NR4Jvx

24、 (y)Jvy (x) xy數(shù)控機床原理與系統(tǒng)+-+-+-+-+-+西工大機電學院2-3 數(shù)字積分法三、DDA圓弧插補終點判別 需要設置 xe x0 和 ye y0 兩個減法計數(shù)器，當x或y積分器每輸出一個脈沖，相應的減法計數(shù)器減1，當某一坐標計數(shù)器為0時，該坐標停止迭代；當兩個計數(shù)器都為0時迭代結束。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-3 數(shù)字積分法三、DDA圓弧插補圓弧DDA插補與直線DDA比較坐標累加溢出作為y進給，y坐標累加溢出作為x進給。被積函數(shù)寄存器（ Jvx、Jvy ）中x和y坐標的初始值為圓弧的起點，在插補過程中，隨加工點位置不同，需要由進給脈沖進行修正。終點判別需要用兩個計數(shù)

25、器，當其中一個為0時，此方向停止迭代；而直線DDA插補時m是固定值。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-3 數(shù)字積分法四、改進DDA插補質量的措施v = 60f +f 2x2 2y2 x +y= 60 fg N L= 60 fg N xfx =fg N yfy =fg N存在問題： 進給速度不均勻：行程長，走刀快；行程短，走刀慢；影響表面加工質量，行程短時生產(chǎn)率低誤差偏大、精度低數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-3 數(shù)字積分法四、改進DDA插補質量的措施進給速度均勻化的措施左移規(guī)格化規(guī)格化數(shù)：寄存器中的數(shù)其最高位為1時稱為規(guī)格化數(shù)。左移規(guī)格化處理：將被積函數(shù)寄存器中的數(shù)規(guī)格化 直線 將被積函

26、數(shù)寄存器Jvx和Jvy中的xe和ye同時左移,當其中任一坐標的被積函數(shù)寄存器變?yōu)橐?guī)格化數(shù)（最高位為1）時，左移規(guī)格化結束,左移次數(shù)記為Q ；累計次數(shù)調(diào)整為： 1m= = k211nQ=2nQ數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-3 數(shù)字積分法四、改進DDA插補質量的措施進給速度均勻化的措施左移規(guī)格化圓弧 將被積函數(shù)寄存器Jvx和Jvy中的x和y同時左移,當其中任一坐標的被積函數(shù)寄存器中的數(shù)其次高位為1時，規(guī)格化結束，左移次數(shù)記為Q； 進給時Jvx和Jvy中數(shù)值的修正：2 y 2 ( y + 1) = 2 y + 2QQQQQ 2 x 2 ( x + 1) = 2 x + 2QQQ數(shù)控機床原理與系

27、統(tǒng)西工大機電學院2-3 數(shù)字積分法四、改進DDA插補質量的措施提高插補精度的措施余數(shù)寄存器預置數(shù)半加載 在DDA迭代前，余數(shù)寄存器JRx和JRy的初值不是0，而是將其置為 1000000（0.5）全加載 在DDA迭代前，余數(shù)寄存器JRx和JRy的初值不是0，而是將其置為 111111數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-5 數(shù)據(jù)采樣插補法 數(shù)據(jù)采樣插補：將加工直線或圓弧的總時間劃分為許多相等的t（時間分割），計算出步長（ x ，y ），邊計算邊加工，直至加工終點；直線插補無誤差。對于FANUC 7M系統(tǒng)， t=8ms，步長為： 2v 1000 8 = vf = 1560 1000一、7M系統(tǒng)中采

28、用的時間分割法（t=8ms）直線插補圓弧插補數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-5 數(shù)據(jù)采樣插補法一、 7M系統(tǒng)中采用的時間分割法（直線插補 yetg = xeyxfxft =8ms）P(xe , ye)ycos =11 + tg 2o y)xx = f cos yey =x xe數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-5 數(shù)據(jù)采樣插補法一、 7M系統(tǒng)中采用的時間分割法（t=8ms）圓弧插補（以弦長代替圓弧） = i +2 111 oxi + f cos xi + f cos 45x i + x 222=tg = 111 oyi f sin yi yyi f sin 45 222cos =11 +

29、 tg 2 x = f cos x i +1 = x i + xy i +1 = y i y 1 x i + xy 2= tg = 1x y i y 2數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-5 數(shù)據(jù)采樣插補法二、 7360系統(tǒng)中采用的時間分割法(t=10.24ms)擴展DDA直線插補yP(xe , ye)x = v x t =y = v y t =v 2xe+ 2yexe t = FRN t xevvxovyxv 2xe+ 2yeye t = FRN t yeFRN =計算公式與數(shù)字積分DDA法相似v 2xe+ 2ye數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-5 數(shù)據(jù)采樣插補法擴展DDA圓弧插補（弦線

30、逼近法） xisin = Rx i +1 f yicos = R v設 d = t = FRN t R 1 x i + 1 = d ( y i d x i ) 2 1 y i + 1 = d ( x i + d y i ) 2y i + 1 f 1 y i f sin 11 xiOS 2= ( yi f ) 2 ROB1 2 R2 R +( f ) 2 1 xi + f cos SB11 yi 2= ( xi + f ) OB2 R1 2 R2 R +( f ) 2x i + 1 = x i + x i + 1y i + 1 = y i y i + 1x i + 1yi +1 f1 xiv1

31、v= ( y i f ) = t ( y i t x i ) R2 RR2R f1 yiv1 yi= ( xi + f ) = t ( xi + t yi ) R2 RR2 R西工大機電學院數(shù)控機床原理與系統(tǒng)2-7 刀具半徑補償一、刀具半徑補償?shù)母拍畎霃窖a償?shù)淖饔酶鼡Q刀具方便粗、精加工共用程序代碼模具加工實現(xiàn)方式 要求數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)工件輪廓程序和刀具中心偏移量，自動計算出刀具中心的運動軌跡。分類左刀補右刀補數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-7 刀具半徑補償一、刀具半徑補償?shù)母拍顖?zhí)行過程刀補建立刀補進行刀補撤消 刀具半徑補償只能在二維平面（G17、G18、G19）進行，刀具半徑值通過刀具號來指定

32、數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-7 刀具半徑補償二、刀具半徑補償?shù)挠嬎愀鶕?jù)零件尺寸和刀具半徑計算出刀具中心的運動軌跡直線x = xe + r sin = xe +eyA(xe,ye)ryex +y2e2erA(xe,ye) ye= ye r cos = ye rxe 2xeo 2ye+x數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-7 刀具半徑補償二、刀具半徑補償?shù)挠嬎銏A?。∟R1） rxex = xe + r cos = xe + R rye ye = ye + r sin = ye + ReyB(Xe,Ye)rB(Xe,Ye)RA(Xo,Yo)A(Xo,Yo)ox刀偏計算方法 與數(shù)控系統(tǒng)的插補方

33、法有關：逐點比較法、DDA法、極坐標法等數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-7 刀具半徑補償三、C功能刀具半徑補償B刀補程序的運行是讀一段，走一段，不知下一段對本段的影響需要編程人員分析過渡情況，編程處理過渡情況。oyrx數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-7 刀具半徑補償三、C功能刀具半徑補償C刀補 相對于NC系統(tǒng)，CNC的軟件、硬件速度及功能有了很大提高，能增加直線和圓弧過渡，直接求出刀具中心軌跡交點C刀補G41o cA B ccG42AB數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-7 刀具半徑補償三、C功能刀具半徑補償C刀補的基本設計思想工作寄存器 AS輸出寄存器 OS緩沖寄存器 BS工作寄存器

34、 AS輸出寄存器 OS緩沖寄存器 BS刀具補償緩沖區(qū)CS工作寄存器 AS輸出寄存器 OS數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-7 刀具半徑補償三、C功能刀具半徑補償程序段間轉接情況分析 根據(jù)兩段程序軌跡的矢量夾角和刀具半徑補償方向的不同，可分為： 伸長型 縮短型 插入型（插入直線，插入圓?。┲本€與直線轉接圓弧與圓弧轉接直線與圓弧轉接數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院2-7 刀具半徑補償三、C功能刀具半徑補償轉換矢量與轉換交點的計算刀補實例HOlkjefghi數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院第四章 檢測系統(tǒng)旋轉變壓器感應同步器光柵磁柵編碼盤數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院第四章 檢測系統(tǒng)概述數(shù)控機床

35、對檢測裝置的要求1) 工作可靠，抗干擾性強2) 能滿足精度和速度的要求3) 使用維護方便，適合機床的工作環(huán)境4) 成本低檢測精度：0.001 0.02mm/m分辨率：0.001 0.01mm/m速度響應：1 10m/min ， 30 90m/min數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院第四章 檢測系統(tǒng)概述位置檢測裝置分類數(shù)字式增量式回轉形圓光柵絕對式增量式模擬式絕對式 編碼盤 旋轉變壓器、圓感應 多級旋轉變壓器 同步器、圓形磁柵直線形 長光柵 編碼尺 直線感應同步器、 絕對值式磁尺 激光干涉儀磁柵、容柵數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院4-1 旋轉變壓器一、旋轉變壓器的結構結構與兩相繞線式異步電機相似

36、，定子+轉子，電磁學原理二、旋轉變壓器工作原理基本工作原理V s = V m sin tV B = KV s sin = KV m sin sin tS1VsS2 B2按工作方式分為鑒相式和鑒幅式B1數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院Z4-1 旋轉變壓器二、旋轉變壓器工作原理1. 鑒相式V s = V m cos tV k = V m sin tV B = V BS + V BK= KV= KVSsin( ) + KV K cos m= KVmcos t sin + KV m sin t cos sin( t )數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院4-1 旋轉變壓器二、旋轉變壓器工作原理2. 鑒幅式

37、V s = V m cos sin tV k = V m sin sin tVB = VBS + VBK= KVS sin( ) + KVK cos= KVm cos sin t sin + KVm sin sin t cos= KVm sin( ) sin tKVm sin( ) = 0數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院4-1 旋轉變壓器二、旋轉變壓器的應用1. 鑒相式 VB = KVm sin(t )U ( ) = U ( n 2 + )2. 鑒幅式VB = KVm sin( ) sin t需要將被測角位移限制在 以內(nèi)，才能唯一確定 的大小，屬于動態(tài)跟隨檢測和增量式檢測 = 1 + 2 +

38、L + N = ii =1N數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院4-2 感應同步器感應同步器工作原理 原理利用兩個平面印刷電路繞組的互感隨兩者的位置變化而變化，類似于變壓器的原邊和副邊。有旋轉感應同步器和直線感應同步器兩種。 精度高，分辨率可達0.05um，測量位移范圍大，廣泛用于數(shù)控機床、雷達天線定位跟蹤等。 當在滑尺繞阻施加激勵交變電壓時，在定尺繞阻可感應出與兩尺位置由關系的交變電壓，根據(jù)激勵電壓的不同，可分為鑒相式和鑒幅式兩種。 應用時根據(jù)測量范圍不同，可以將多塊定尺拼接數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院4-3 光柵 精度高,可達1m,工作原理利用光的透射和衍射現(xiàn)象,可測直線或轉角。非接觸測量

39、，抗干擾能力強，但對環(huán)境要求高。一、光柵的構造1. 光柵尺的構造和種類標尺光柵固定在機床活動部件上指示光柵安裝在讀數(shù)頭內(nèi)數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院4-3 光柵長光柵圓光柵數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院4-3 光柵一、光柵的構造2. 光柵讀數(shù)頭數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院4-3 光柵二、光柵的工作原理莫爾條紋性質：在平行光照射下,透過莫爾條紋的光強度分布近似于余弦函數(shù)；放大作用：W=d/sin，當很小時, W=d/平均效應：莫爾條紋是由若干條線紋共同干涉形成的，對個別光柵線紋之間的誤差具有平均效應，能消除柵距不均勻所造成的影響；移動規(guī)律：光柵相對移動一個d，莫爾條紋移動一個W，當光柵

40、移動方向變化時，莫爾條紋的移動方向也變化；數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院演示4-3 光柵二、光柵的工作原理1. 位移大小的檢測 Wd，當xd時，可由VA 、 VB 、 VC 、 VD余弦 函數(shù)，可以計算出x。2. 位移方向的檢測 VA與VB的相位關系可判斷出x的移動方向。3. 速度的檢測 VA 、 VB 、 VC 、 VD的變化頻率可以推斷出兩光 柵尺的相對位移速度。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院4-3 光柵三、光柵信息處理及應用0放大環(huán)節(jié)0整形sin鑒向cos倍頻/23/2正向/2環(huán)節(jié)反向1. 放大與整形形成兩路相位差為/2的方波信號2. 鑒向倍頻鑒別方向；進行脈沖倍頻（提高分辨率）數(shù)控

41、機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院4-5 編碼器 通過直接編碼進行測量的元件，直接將被測轉角或直線位移轉換成相應的代碼，指示其絕對位置。為數(shù)字量輸出，沒有積累誤差，電源切斷后信息可保留。一、編碼盤工作原理數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院4-5 編碼器數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院4-5 編碼器二、編碼盤的種類從結構上編碼盤可分為：接觸式編碼盤光電式編碼盤電磁式編碼盤數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院數(shù)控編程知識簡介數(shù)控編程定義 根據(jù)被加工零件的圖紙和技術要求、工藝要求等切削加工的必要信息，按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制成加工程序文件。常用編程方法手工編程自動編程（圖形交互式）數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工

42、大機電學院手工編程 利用一般的計算工具，通過各種數(shù)學方法，人工進行刀具軌跡的運算，并進行指令編制。 這種方式比較簡單，很容易掌握，適應性較大。適用于中等復雜程度程序、計算量不大的零件編程，對機床操作人員來講必須掌握。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院手工編程編程步驟人工完成零件加工的數(shù)控工藝 分析零件圖紙 制定工藝決策 確定加工路線 選擇工藝參數(shù) 計算刀位軌跡坐標數(shù)據(jù) 編寫數(shù)控加工程序單 驗證程序數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院手工編程優(yōu)點 主要用于點位加工（如鉆、鉸孔）或幾何形狀簡單（如平面、方形槽）零件的加工，計算量小，程序段數(shù)有限，編程直觀易于實現(xiàn)的情況等。缺點 對于具有空間自由曲面、復雜

43、型腔的零件，刀具軌跡數(shù)據(jù)計算相當繁瑣，工作量大，極易出錯，且很難校對，有些甚至根本無法完成。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院手工編程舉例數(shù)控鉆床編程舉例數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院手工編程舉例數(shù)控鉆床編程舉例圖紙分析工藝處理鉆孔攻絲，確定“對刀點O”和“換刀點C”加工路線：對刀點OABC（換刀）BAO脈沖當量： =0.01mm/脈沖切削參數(shù)(S)：鉆孔880r/min，攻絲170r/min進給速度(F)：鉆孔0.125mm/r=0.125880=110mm/min 空行程600mm/min 攻絲1.75mm/r= 1.75 170=297.5mm/min數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院手工

44、編程舉例數(shù)控鉆床編程舉例數(shù)學計算 O（0，0），A（+85，+72） B（+195，+50），C（+293，+50）編程數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院手工編程舉例序號N001N002N003N004N005N006N007N008N009N010N011N012GG00 G90G81XX0X8500YY0Y7200 備注 對刀點 F600 S880 T01 M03 走到AZ-17400 R-14800 F110鉆孔A F600走到BZ-17400 R-14800 F110鉆孔B F600走到C T02 M00 換刀 F600 S170M03 走到BZ-17400 R-14800 F297.5

45、攻絲B F600走到AZ-17400 R-14800 F297.5攻絲A M02 回到OZRFSTMX19500 Y5000G80G84X29300 Y5000X19500 Y5000X8500 Y7200G80X0Y0數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院手工編程舉例數(shù)控銑床編程舉例數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院手工編程舉例數(shù)控銑床編程舉例圖紙分析工藝處理由直線和圓弧段組成，O為定位中心，選10mm銑刀加工路線：對刀點P0P1 P2P3P4P5P6P7 P8 P9 P1 P0脈沖當量： =0.001mm/脈沖切削參數(shù)：S=300r/min，F(xiàn)=150mm/min刀補：建立、取消數(shù)控機床原理與系統(tǒng)

46、西工大機電學院手工編程舉例數(shù)控銑床編程舉例 數(shù)學計算：取 P0（-65，-95） P1（-45，-75）， P2（-45，-40）， P3（-25，-40） P4（-20，-15）， P5（20，-15）， P6（25，-40） P7（45，-40）， P8（45，-75）， P9（0，-65）加工圓弧時，需要計算圓心相對于圓弧起點的坐標(I.J) C1圓弧相對于點P3的坐標x=0，y=13 C2圓弧相對于點P4的坐標x=20，y=15C3圓弧相對于點P5的坐標x=5，y=-12數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院手工編程舉例N1 G90 G54 G00 X-65000 Y-95000 Z3000

47、0 快速移動到P0點上方N2 G91 Z-32000 S300 M03下降到ZN3 G90 G17 G01 G41 D07 X-45000 Y-75000 F150 建立刀補 走P0 P1N4 G01 X-45000 Y-40000 加工P1 P2N5 X-25000 Y-40000 加工P2 P3N6 G03 X-20000 Y-15000 I0 J13000 加工P3P4N7 G02 X20000 Y-15000 I20000 J15000 加工P4 P5N8 G03 X25000 Y-40000 I5000 J-12000 加工P5 P6N9 G01 X45000 Y-40000 加工P

48、6P7N10 X45000 Y-75000 加工P7 P8N11 X0 Y-65000 加工P8 P9N12 X-45000 Y-75000 加工P9 P1N13 G00 G40 X-65000 Y-95000 取消刀補 快速回到P0點N14 G91 Z32000 M05 上升到P0點上方N15 M02數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院結束自動編程數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院自動編程 利用通用的微型計算機及專用的自動編程軟件，以人機對話方式確定加工對象和加工條件自動進行運算和生成指令。常用自動編程軟件UGCATIAPRO / ECIMATRONMasterCAMDELCAMCAXA制造工程師

49、EdgeCAM數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院UG Unigraphics 是美國Unigraphics Solution公司開發(fā)的一套集CAD、CAM、CAE 功能于一體的三維參數(shù)化軟件，是當今最先進的計算機輔助設計、分析和制造的高端軟件，用于航空、航天、汽車、輪船、通用機械和電子等工業(yè)領域。 UG軟件在CAM領域處于領先的地位，產(chǎn)生于美國麥道飛機公司，是飛機零件數(shù)控加工首選編程工具。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院UG優(yōu)點提供可靠、精確的刀具路徑能直接在曲面及實體上加工良好的使用者界面，客戶也可自行化設計界面多樣的加工方式，便于設計組合高效率的刀具路徑完整的刀具庫加工參數(shù)庫管理功能包含二軸

50、到五軸銑削、車床銑削、線切割大型刀具庫管理實體模擬切削泛用型后處理器等功能高速銑功能CAM客戶化模板數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院UG應用舉例建模（零件圖紙）加工程序生成（工藝、數(shù)控系統(tǒng)）數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院UG數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院UG數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院UG數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院UG數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院UG數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院Catia Catia是法國達索（Dassault）公司推出的產(chǎn)品，法制幻影系列戰(zhàn)斗機、波音737、777的開發(fā)設計均采用Catia。 CATIA 據(jù)有強大的曲面造型功能，在所有的CAD三維軟件位居

51、前列，廣泛應用于國內(nèi)的航空航天企業(yè)、研究所，以逐步取代UG成為復雜型面設計的首選。 CATIA具有較強的編程能力，可滿足復雜零件的數(shù)控加工要求。目前一些領域采取CATIA設計建模，UG編程加工，二者結合，搭配使用。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院Pro/E Pro/E 是 美國 PTC （參數(shù)技術有限公司）開發(fā)的軟件，是全世界最普及的三維 CAD/CAM （計算機輔助設計與制造）系統(tǒng)。廣泛用于電子、機械、模具、工業(yè)設計和玩具等民用行業(yè)。具有零件設計、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、造型設計等多種功能。 Pro/E在我國南方地區(qū)企業(yè)中被大量使用，設計建模采用PRO-E ，編程加工采用MASTERC

52、AM 和 CIMATRON 是目前通行的做法。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院Cimatron CimatronCAD/CAM系統(tǒng)是以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM產(chǎn)品，是較早在微機平臺上實現(xiàn)三維CAD/CAM全功能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了比較靈活的用戶界面，優(yōu)良的三維造型、工程繪圖，全面的數(shù)控加工，各種通用、專用數(shù)據(jù)接口以及集成化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。 CimatronCAD/CAM系統(tǒng)在國際上的模具制造業(yè)備受歡迎，國內(nèi)模局制造行業(yè)也在廣泛使用。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院Mastercam Mastercam是美國CNC公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM軟件，它具有方便直觀

53、的幾何造型 Mastercam提供了設計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。 Mastercam具有較強的曲面粗加工及的曲面精加工的功能，曲面精加工有多種選擇方式，可以滿足復雜零件的曲面加工要求，同時具備多軸加工功能。由于價格低廉，性能優(yōu)越，成為國內(nèi)民用行業(yè)數(shù)控編程軟件的首選。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院DELCAM FeatureCAM是美國DELCAM公司開發(fā)的基于特征的全功能CAM軟件，全新的特征概念，超強的特征識別，基于工藝知識庫的材料庫，刀具庫，圖標導航的基于工藝卡片的編程模式。全模塊的軟件，從25軸銑削，到車銑復合加工，從曲面加工到線切割加

54、工，為車間編程提供全面解決方案。 DELCAM軟件后編輯功能相對來說是比較好的。 近年來國內(nèi)一些制造企業(yè)正在逐步引進，以滿足行業(yè)發(fā)展的需求，屬新興產(chǎn)品。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院CAXA制造工程師 CAXA制造工程師是北京北航海爾軟件有限公司推出一款全國產(chǎn)化的CAM產(chǎn)品，為國產(chǎn)CAM軟件在國內(nèi)CAM市場中占據(jù)了一席之地。 作為我國制造業(yè)信息化領域自主知識產(chǎn)權軟件優(yōu)秀代表和知名品牌，CAXA已經(jīng)成為我國CAD/CAM/PLM業(yè)界的領導者和主要供應商。 CAXA制造工程師是一款面向二至五軸數(shù)控銑床與加工中心、具有良好工藝性能的銑削/鉆削數(shù)控加工編程軟件。該軟件性能優(yōu)越，價格適中，在國內(nèi)市場頗

55、受歡迎。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院EdgeCAM EdgeCAM是英國Pathtrace公司出品的具有智能化的專業(yè)數(shù)控編程軟件，可應用于車、銑、線切割等數(shù)控機床的編程。針對當前復雜三維曲面加工特點，EdgeCAM設計出更加便捷可靠的加工方法 ，目前流行于歐美制造業(yè)。英國路徑公司正在進行中國市場的開發(fā)和運作，為國內(nèi)的制造業(yè)的客戶提供更多的選擇。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院數(shù)控加工仿真軟件 VERICUTVERICUT是美國CGTECH公司出品的一種先進的專用數(shù)控加工仿真軟件。VERICUT 采用了先進的三維顯示及虛擬現(xiàn)實技術，對數(shù)控加工過程的模擬達到了極其逼真的程度。不僅能用彩色的三維

56、圖像顯示出刀具切削毛坯形成零件的全過程，還能顯示出刀柄、夾具,甚至機床的運行過程和虛擬的工廠環(huán)境也能被模擬出來，其效果就如同是在屏幕上觀看數(shù)控機床加工零件時的錄像。 編程人員將各種編程軟上生成的數(shù)控加工程序導入VERICUTVERICUT中，由該軟件進行校驗，可檢測原軟件編程中產(chǎn)生的計算錯誤，降低加工中由于程序錯誤導致的加工事故率。目前國內(nèi)許多實力較強的企業(yè)，已開始引進該軟件來充實現(xiàn)有的數(shù)控編程系統(tǒng)，取得了良好的效果。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院總 結 隨著制造業(yè)技術的飛速發(fā)展，數(shù)控編程軟件的開發(fā)和使用也進入了一個高速發(fā)展的新階段，新產(chǎn)品層出不窮，功能模塊越來越細化，工藝人員可是在微機上輕

57、松地設計出科學合理并富有個性化的數(shù)控加工工藝，把數(shù)控加工編程變得更加容易、便捷。數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院第五章 數(shù)控機床的伺服驅動系統(tǒng)概述開環(huán)步進式伺服驅動系統(tǒng)閉環(huán)伺服控制原理與系統(tǒng)CNC伺服系統(tǒng)數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院5-1 概述數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院5-1 概述 伺服驅動系統(tǒng)直接影響移動速度、跟蹤精度、定位精度等一系列重要指標，是數(shù)控機床的關鍵技術。一、伺服驅動系統(tǒng)的性能數(shù)控機床對伺服驅動系統(tǒng)的要求：1. 進給速度調(diào)速范圍大：5mm/min，10m/min2. 位移精度要高：全程積累誤差5m，與脈 沖當量有關，；3.跟隨誤差要小：閉環(huán)自控系統(tǒng)動態(tài)性能要好；4.伺服

58、系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性要好：抗干擾能力強， 速度均勻、平穩(wěn)，粗糙度低，過載46倍，低 速爬行工作可靠，抗干擾性強；數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院5-1 概述二、數(shù)控機床伺服驅動系統(tǒng)的基本組成進給指令比較控制環(huán)節(jié)驅動控制單元反饋檢測單元執(zhí)行元件機床開環(huán)、閉環(huán)、CNC（比較由軟件實現(xiàn)）數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院5-1 概述三、數(shù)控機床伺服驅動系統(tǒng)的分類1. 按用途和功能分進給驅動：轉距大小,調(diào)速范圍,調(diào)節(jié)精度,動態(tài)響應速度等；主軸驅動：足夠的功率,寬的恒功率調(diào)節(jié)范圍，速度調(diào)節(jié)范圍；2. 按控制原理和有無檢測分開環(huán)：無檢測,經(jīng)濟型數(shù)控和老設備改造閉環(huán)：半閉環(huán)（檢測絲杠轉角）和全閉環(huán)（檢測工作臺直線

59、位移）數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院5-1 概述二、數(shù)控機床伺服驅動系統(tǒng)的分類3. 按執(zhí)行元件和動作原理分電液伺服驅動：由電液伺服閥、低速大轉矩液壓馬達或液壓缸，位置檢測等元件組成電氣伺服驅動：步進電機、直流伺服電機（頻繁起動，制動，快速定位等優(yōu)點，但有電刷，需要維護），交流伺服電機（易于維護，制造簡單）4. 按控制方式分模擬伺服方式數(shù)字伺服方式數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院5-2 開環(huán)步進式伺服驅動系統(tǒng) 執(zhí)行元件是步進電機，開環(huán)，無檢測裝置，結構簡單、容易調(diào)整，但控制精度低，速度受到限制。一、步進電機的種類、結構及工作原理1. 步進電機的種類按產(chǎn)生力矩原理分：反應式、激磁式按輸出力矩大小

60、分：伺服式、功率式按定子數(shù)：單定子、雙定子、三定子、多定子按各相繞阻分布：徑向分相式、軸向分相式數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院5-2 開環(huán)步進式伺服驅動系統(tǒng)一、步進電機的種類、結構及工作原理2. 步進電機的結構數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院5-2 開環(huán)步進式伺服驅動系統(tǒng)一、步進電機的種類、結構及工作原理3. 步進電機的工作原理數(shù)控機床原理與系統(tǒng)西工大機電學院5-2 開環(huán)步進式伺服驅動系統(tǒng)一、步進電機的種類、結構及工作原理3. 步進電機的工作原理 電磁鐵的工作原理，結論：步進電機定子繞阻通電狀態(tài)每改變一次，它的轉子轉過一個固定的角度，即電機的步距角；改變步進電機定子繞阻的通電順序，其轉子的旋