《數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷與維修》項(xiàng)目四任務(wù)一數(shù)控車床伺服系統(tǒng)電路故障概述

2024/6/271項(xiàng)目四數(shù)控車床伺服系統(tǒng)電路故障教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)六任務(wù)一

數(shù)控車床伺服系統(tǒng)電路故障概述2024/6/272學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.了解伺服系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)。2.掌握伺服系統(tǒng)故障特點(diǎn)。任務(wù)描述：

伺服系統(tǒng)又稱隨動系統(tǒng)，是用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動控制系統(tǒng)。它的主要任務(wù)是按控制命令的要求、對功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動裝置輸出的力矩、速度和位置控制非常靈活方便。本任務(wù)讓學(xué)生掌握伺服系統(tǒng)相關(guān)故障診斷與維修方法。教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)六2024/6/273知識儲備教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)六一、伺服系統(tǒng)是指利用某一部件(如控制桿)的作用能使系統(tǒng)所處的狀態(tài)到達(dá)或接近某一預(yù)定值,并能將所需狀態(tài)(所需值)和實(shí)際狀態(tài)加以比較,依照它們的差別(有時是這一差別的變化率)來調(diào)節(jié)控制部件的自動控制系統(tǒng)。1.主要作用1）以小功率指令信號去控制大功率負(fù)載；2）在沒有機(jī)械連接的情況下，由輸入軸控制位于遠(yuǎn)處的輸出軸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距同步傳動；3）使輸出機(jī)械位移精確地跟蹤電信號，如記錄和指示儀表等。2.主要分類1)從系統(tǒng)組成元件的性質(zhì)來看，有電氣伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)和電氣-液壓伺服系統(tǒng)及電氣-電氣伺服系統(tǒng)等；2)從系統(tǒng)輸出量的物理性質(zhì)來看，有速度或加速度伺服系統(tǒng)和位置伺服系統(tǒng)等；3從系統(tǒng)中所包含的元件特性和信號作用特點(diǎn)來看，有模擬式伺服系統(tǒng)和數(shù)字式伺服系統(tǒng)；4）從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來看，有單回伺服系統(tǒng)、多回伺服系統(tǒng)和開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。5）伺服系統(tǒng)按其驅(qū)動元件劃分，有步進(jìn)式伺服系統(tǒng)、直流電動機(jī)（簡稱直流電機(jī)）伺服系統(tǒng)、交流電動機(jī)（簡稱交流電機(jī)）伺服系統(tǒng)。2024/6/274知識儲備教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)六3.性能要求1)穩(wěn)定性好：作用在系統(tǒng)上的擾動消失后，系統(tǒng)能夠恢復(fù)到原來的穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行或者在輸入指令信號作用下，系統(tǒng)能夠達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力，在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過程后到達(dá)新的或者回復(fù)到原有平衡狀態(tài)；2)精度高：伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能跟隨輸入量的精確程度。作為精密加工的數(shù)控機(jī)床，要求的定位精度或輪廓加工精度通常都比較高，允許的偏差一般都在0.01～0.00lmm之間；3)快速響應(yīng)性好：有兩方面含義，一是指動態(tài)響應(yīng)過程中，輸出量隨輸入指令信號變化的迅速程度，二是指動態(tài)響應(yīng)過程結(jié)束的迅速程度?？焖夙憫?yīng)性是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的標(biāo)志之一，即要求跟蹤指令信號的響應(yīng)要快，一方面要求過渡過程時間短，一般在200ms以內(nèi)，甚至小于幾十毫秒；另一方面，為滿足超調(diào)要求，要求過渡過程的前沿陡，即上升率要大。4)節(jié)能高：由于伺服系統(tǒng)的快速相應(yīng)，注塑機(jī)能夠根據(jù)自身的需要對供給進(jìn)行快速的調(diào)整，能夠有效提高注塑機(jī)的電能的利用率，從而達(dá)到高效節(jié)能。2024/6/275知識儲備教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)六4.主要結(jié)構(gòu)：由三部分組成：控制器，功率驅(qū)動裝置，反饋裝置和電動機(jī)。1）控制器按照數(shù)控系統(tǒng)的給定值和通過反饋裝置檢測的實(shí)際運(yùn)行值的差，調(diào)節(jié)控制量；2）功率驅(qū)動裝置作為系統(tǒng)的主回路，一方面按控制量的大小將電網(wǎng)中的電能作用到電動機(jī)之上，調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小，另一方面按電動機(jī)的要求把恒壓恒頻的電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)換為電動機(jī)所需的交流電或直流電；電動機(jī)則按供電大小拖動機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。5.主要特點(diǎn)1）精確的檢測裝置：以組成速度和位置閉環(huán)控制；2）有多種反饋比較原理與方法：根據(jù)檢測裝置實(shí)現(xiàn)信息反饋的原理不同，伺服系統(tǒng)反饋比較的方法也不相同。常用的有脈沖比較、相位比較和幅值比較3種；2024/6/276知識儲備教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)六3）高性能的伺服電動機(jī)(簡稱伺服電機(jī))：用于高效和復(fù)雜型面加工的數(shù)控機(jī)床，伺服系統(tǒng)將經(jīng)常處于頻繁的啟動和制動過程中。要求電機(jī)的輸出力矩與轉(zhuǎn)動慣量的比值大，以產(chǎn)生足夠大的加速或制動力矩。要求伺服電機(jī)在低速時有足夠大的輸出力矩且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，以便在與機(jī)械運(yùn)動部分連接中盡量減少中間環(huán)節(jié)；4）寬調(diào)速范圍的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即速度伺服系統(tǒng)：從系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)看，數(shù)控機(jī)床的位置閉環(huán)系統(tǒng)可看作是位置調(diào)節(jié)為外環(huán)、速度調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，其內(nèi)部的實(shí)際工作過程是把位置控制輸入轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的速度給定信號后，再通過調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)際位移。數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動要求調(diào)速性能也比較高，因此要求伺服系統(tǒng)為高性能的寬調(diào)速系統(tǒng)。2024/6/277知識儲備教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)六5.常見伺服驅(qū)動器2024/6/278知識儲備教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)六5.常見伺服驅(qū)動器2024/6/279知識儲備教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)六二、伺服系統(tǒng)相關(guān)電路圖2024/6/2710知識儲備教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)六二、伺服系統(tǒng)相關(guān)電路圖2024/6/2711知識儲備教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)六二、伺服系統(tǒng)相關(guān)電路圖2024/6/2712知識儲備教學(xué)綱要任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三任務(wù)四任務(wù)五任務(wù)六二、伺服系統(tǒng)相關(guān)