文档介绍：常州轻工职业技术学院
数控机床故障诊断及维护课程授课教案 NO: 10
授课日期
授课班级
03机电331
03机电332
课题
伺服系统故障诊断(二)
授课类型
讲授
课时数
教学
目的
重点
难点
教具
挂图
教学过程
及
时间分配
主要教学内容
教学方法
的运用
2 进给伺服系统
进给伺服系统由各坐标轴的进给驱动装置、位置检测装置及机床进给传动链等组成,进给伺服系统的任务就是要完成各坐标轴的位置控制。数控系统根据输入的程序指令及数据,经插补运算后得到位置控制指令,同时,位置检测装置将实际位置检测信号反馈于数控系统,构成全闭环或半闭环的位置控制。经位置比较后,数控系统输出速度控制指令至各坐标轴的驱动装置,经速度控制单元驱动伺服电动机带动滚珠丝杠传动进行进给运动。伺服电动机上的测速装置将电动机转速信号与速度控制指令比较,构成速度环控制。因此,进给伺服系统实际上是外环为位置环,内环为速度环的控制系统。对进给伺服系统的维护及故障诊断将落实到位置环和速度环上。组成这两个环的具体装置有:用于位置检测的光栅、光电编码器、感应同步器、旋转变压器和磁栅等;用于转速检测的测速发电机或光电编码器等。进给驱动系统由直流或交流驱动装置及直流和交流伺服电动机组成。
常见进给驱动系统介绍
直流进给驱动系统
FANUC公司直流进给驱动系统
从1980年开始,FANUC公司陆续推出了小惯量L系列、中惯量M系列和大惯量H系列的直流伺服电动机。中、小惯量伺服电动机采用PWM速度控制中元,大惯里伺服电动机采用晶
闸管速度控制单元。驱动装置具打多种保护功能,如过速、过电流、过电压和过载等。
SIEMENS公司直流进给驱动系统
SIEMENS公司在70年代中期推出了lHU系列是永磁式直流伺服电动机,规格有1HU504、1HU305、lHU307、1HU310和1HU313。与伺服电动机配套的速度控制单元有6RA20和6RA26两个系列,前者采用晶体管PWM控制,厅各采用晶闸管控制。驱动系统除了各种保护功能外,另具有热效应监控等功能。
MITSUBISHI公司直流进给驱动系统
MITSUBISHI公司的HD系列永磁式直流伺服电动机、规格有HD21、HD4l、HD81、HD101、HD201和HD301等;配套的6R系列伺服驱动单,采用晶体管PWM控制技术,具备过载、过电流、过电压和过速保护,带有电流监控等功能。
交流进给驱动系统
FANUC公司交流进给驱动系统
FANUC公司在80年代中期推出了晶体管PWM控制的交流驱动单元和永磁式三相交流同步电动机,电动机有s系列、L系列、SF系列和T系列,驱动装置有α系列交流驱动单元等。
SIEMENS公司交流进给驱动系统
1983年以来,SIEMENS公司推出了交流驱动系统,由6SC610系列进给驱动装置和6SC611A(SIMODRIVE611A)系列进给驱动模块、1FT5和1FT6系列永磁式交流同步电动机组成。驱动采用晶体管PWM控制技术,带有热监控存功能。另外,SIEMENS公司还有用于数字伺服系统的SIMODRIVE 6l1D系列进给驱动模块。
MITSUBISHI公司交流进给驱动系统
MITSUBISHI公司的交流驱动单元有通用型的MR-J2系列,采用PWM控制技术,交流伺服电动机有HG-MF系列、HA-PF系列、HC-SF系列和HC-RF系列。另外,MITSUBISHI公司还有用于数字伺服系统的MDS-SVJ2系列交流驱动单元。
A—B公司交流进给驱动系统
A—B公司的交流驱动系统有1391系统交流驱动单元和1326型交流伺服电动机。另外,还有1391—DES系列数字式交流驱动单元,相应的伺服电动机有139l—DESl5、1391—DES22
和1391—DES45三种规格。
步进驱动系统
,SINUMERIK 802S数控系统配STEPDRIVE步进驱动装置及IMP5五相步进电动机等。
伺服系统结构形式
伺服系统不同的结构形式,主要体现在检测信号的反馈形式上,以带编码器的伺服电动机为例:
方式一
转速反馈信号与位置反馈信号处理分离,驱动装置与数控系统配接有通用性。图5—12b为SINUMERIK800系列数控系统与SIMODIVE611A进给驱动模块和1FT5伺服电动机构成的进给伺服系统。

数控系统位置控制模块上X141端口