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第六章 数控机床的伺服系统 第一节 概述 第六章第一节概述 三、伺服控制系统分类 1、按控制方式分类 位置控制系统可分为开环、半闭环和闭环三种。 2、按所驱动的伺服电动机分类 （1）步进电动机伺服控制 3、按进给驱动和主轴驱动分类 （1）进给伺服系统 是指一般意义的伺服系统，包括速度控制和位置控制。 第六章第二节进给驱动 第六章第三节主轴驱动 第六章第四节检测元件 一、概述 伺服驱动元件中，步进电机、电液脉冲马达能够按数控装置发出的指令脉冲进行工作，在一般情况下不会失步，不需要位置检测，它们常用于开环系统。 第六章第五节位置控制系统 五、数字伺服系统 1、数字伺服系统的特点 数字伺服系统是用计算机软件来实现伺服控制的。 （2）数字伺服系统是一种离散系统，其校正环节的比例(P)、积分(I)、微分(D)控制，即PID控制可由软件实现。 第七章 数控机床的使用和维修数控机床具体涉及到微电子、计算机、自动控制、自动检测、以及精密机械等方面最新技术成果，其使用、维修也不尽相同。 第一节 数控机床的选用 第七章第一节数控机床的选用 第七章第二节数控机床的安装和调试数控机床的安装与调试工作是指数控机床运到用户后，将它安装到工作现场，直至能正常工作的这一阶段所做的工作。 第七章第三节数控机床的验收 第七章第四节数控机床的维修 四、数控系统的选择 为了能使数控系统与所需机床相匹配，在选择数控系统时应遵循以下译本原则： 1、根据数控机床类型选择相应的数控系统 数控系统有适用于车、铣、镗、磨、冲压等加工。 2、根据数控机床的设计指标选择数控系统 在可供选择的数控系统中，它们的性能高低差别很大。 不宜片面地追求高水平、新系统，而应该对性能和价格等作一个综合分析，选用合适的系统。 3、根据数控机床的性能选择数控系统功能 一个数控系统具有很大功能，有的属于基本功能，有的属于选择功能。 对选择功能一定要根据机床性能需要来选择，如果不加分析的都要，许多功能就用不上，会大幅度增加产品成本。 4、订购数控系统时要考虑周全 订购时把需要的系统功能一次订全，不能遗漏，避免由于漏订而造成的损失。 五、工时和节拍的估算 选择机床时必须作可行性分析，一年之内该机床能加工出多少典型零件。 对每个典型零件，可根据准备给机床配置的刀具情况来确定切削用量， 并计算每道工序的切削时间t切及相应辅助时间t辅（t辅≈10%-20%t切）。 中小型加工中心每次的换刀时间约为10-20s，这时单工序时间为t工序= t切+t辅+（10-20s） 按300个工作日，两班制，一天有效工作时间14-15h计算，可算出机床的年生产能力。 六、自动换刀装置的选择及刀柄的配置 自动换刀装置（ATC）是加工中心、车削中心和带交换冲头数控冲床的基本特征。 自动换刀装置的工作质量直接关系到加工中心的整机质量，其投资往往占整机的30%-50%。 用户在满足使用要求的前提下，尽量选用结构简单和可靠性高的ATC，也可相应降低整机的价格。 ATC刀库中储存刀具的数量，有十几把到40、60、100把等。 如果选用的加工中心不准备用于柔性加工单元或FMS中，刀库容量不宜选得太大。 七、数控机床驱动电动机的选择 机床的驱动电动机包括进给伺服电动机和主轴电动机两大类。 1、进给驱动伺服电动机的选择 原则上应根据负载条件来选择伺服电动机。 在电动机轴上所加的负载有两种，即阻尼转矩和惯量负载。其值应满足以下条件： ①当机床作空载运行时，加在伺服电动机轴上的负载转矩应在转矩－速度特性曲线的连续工作区。 ②最大负载转矩、加载周期及过载时间都应在提供的特性曲线的允许范围以内。 ③电动机在加速或减速过程中的转矩应在加减速区（或间断工作区）之内。 ④对要求频繁起、制动及周期性变化的负载，必须检查它在一个周期中的转矩均方根值，并应小于电动机的连续额定转矩。 ⑤加在电动机轴上的负载惯量大小对电动机的灵敏度和整个伺服系统精度将产生影响。 推荐对电动机惯量JM和负载惯量JL之间的关系为： 2、主轴电动机的选择 选择主轴电动机功率的原则按以下几条原则，综合考虑来选择主轴电动机的功率。 ①所选择电动机应能满足机床设计切削功率要求。 ②根据要求的主轴加减速时间计算出的电动机功率不应超过电动机的最大输出功率。 ③在要求主轴频繁起、制动的场合，必须计算出平均功率，其值不能超过电动机连续额定输出功率。 ④在要求有恒表面速度控制的场合，则恒表面速度控制所需的切削功率和加速所需功率两者之和应在电动机能够提供的功率范围之内。 八、机床选择功能及附件的选择 选择选择件、选择功能及附件的基本原则是：全面配置、长远综合考虑。 对一些价格增加不多，但对使用带来很多方便的，应尽可能配置齐全，附件也应配置成套。 用户单位选用的机床，数控系统不宜太多