第六章 数控机床的伺服系统

1、数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术1数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术2数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术3数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术4数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术5数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术6比较控制环节比较控制环节检测与反馈单元检测与反馈单元驱动控制单元驱动控制单元电机电机机械执行部件机械执行部件CNC插补插补指令指令数控数控装置装置数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术7数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术8电机电机机械执行部件机械执行部件A相、相、B相相C相、

2、相、f、nCNC插补指令插补指令脉冲频率脉冲频率f脉冲个数脉冲个数n换算换算脉冲环脉冲环形分配形分配变换变换功率功率放大放大数控数控装置装置数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术9位置控制调节位置控制调节器器速度控制速度控制调节与驱动调节与驱动检测与反馈单元检测与反馈单元位置控制单元位置控制单元速度控制单元速度控制单元+-电机电机机械执行部件机械执行部件CNC插补插补指令指令实际实际位置位置反馈反馈实际实际速度速度反馈反馈数控数控装置装置数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术10位置控制调节器位置控制调节器速度控制速度控制调节与驱动调节与驱动检测与反馈单元检测与反馈单元位置

3、控制单元位置控制单元速度控制单元速度控制单元+-电机电机机械执行部件机械执行部件CNC插补插补指令指令实际位实际位置反馈置反馈实际速实际速度反馈度反馈数控数控装置装置数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术11数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术12数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术13数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术14数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术15数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术16数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术17数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术18数控技术数控技术数

4、控技术数控技术数控技术数控技术19数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术20数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术21数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术22mzk数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术23数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术24数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术25数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术26数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术27数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术28进进给给脉脉冲冲脉冲脉冲混合混合电路电路加减加减脉冲脉冲分配分配电路电路加加减减速速电电路路

5、环环形形分分配配器器功功率率放放大大器器步步进进电电机机数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术29 数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术30Pa（fa）同步器同步器可逆可逆计数器计数器数模数模转换转换振荡器振荡器Pb（fb）数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术31数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术32数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术33数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术34与与与与与与与与与与与与与与与指令脉冲置4A1J=-A3=CA2J=A4=DA3J=A5=EA4J=A1=-AA5J=A2=-B数控技术数控技术数

6、控技术数控技术数控技术数控技术35A1J=-A3=CA2J=A4=DA3J=A5=EA4J=A1=-AA5J=A2=-B数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术36数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术37数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术38数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术39数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术40数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术41数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术42数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术43数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术44数控技术数控

7、技术数控技术数控技术数控技术数控技术45数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术46数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术47数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术48数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术49数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术50 数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术51tKVVtVVmBmSsinsinsin在相对转角在相对转角较小时，较小时， 正比于感应电压的幅值，正比于感应电压的幅值，转转子和定子的磁轴垂直。转子安装在丝杠上，定子安装在底座上，子和定子的磁轴垂直。转子安装在丝杠上，定子安装在底座上，则则角代

8、表的是丝杠转过的角度，间接反映了工作台位移。只角代表的是丝杠转过的角度，间接反映了工作台位移。只要测出幅值，便间接得出要测出幅值，便间接得出和工作台位移和工作台位移数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术52q四极绕组旋转变压器作为位置检测装置，有两种典型四极绕组旋转变压器作为位置检测装置，有两种典型工作方式：工作方式：鉴相式：根据感应输出电压的相位来检测位移量；鉴相式：根据感应输出电压的相位来检测位移量；鉴幅式：根据感应输出电压的幅值来检测位移量。鉴幅式：根据感应输出电压的幅值来检测位移量。数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术53tVVtVVmcmscossin)cos(

9、coscossinsintKVtKVtKVmmmcossin2csKVKVV数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术54tVVtVVmcmssincossinsincossin2csKVKVVtKVtKVmmsin)cos()coscossin(sinsin数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术55Sin/cosA/D工作台工作台D/A放放大大器器伺伺服服电电机机定子定子转子转子反反馈馈脉脉冲冲指令脉冲指令脉冲丝杠丝杠寄寄存存请问：请问：此图的工作方式是鉴相型，还是鉴幅型？此图的工作方式是鉴相型，还是鉴幅型？数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术56数控技术数控技术

10、数控技术数控技术数控技术数控技术57 sin cos 节距2（2mm） 节距（0.5mm）41 绝缘粘胶 铜箔 铝箔 耐切削液涂层 基板(钢、铜)滑尺滑尺数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术58数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术59数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术60数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术61数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术62数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术63数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术64数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术65数控技术数控技术数控技术数控技

11、术数控技术数控技术66数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术67 PPWsin数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术68 PPWsin数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术69 P1 P2 P3 P4 指示光栅 标尺光栅 硅光电池 聚光镜 光源 数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术70数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术71数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术72数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术73数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术74数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术75数控技术数控

12、技术数控技术数控技术数控技术数控技术76数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术77数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术78信号处理装置信号处理装置abz码盘基片码盘基片透镜透镜光源光源光敏元件光敏元件透光狭缝透光狭缝光光欄欄板板节距节距AABBZZm+/4数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术79数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术80特点是什么？特点是什么？数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术81数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术82数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术83数控技术数控技术数控技术数控技术数控技

13、术数控技术84数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术85数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术86数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术87数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术88深调时，电流波形差，工作情况恶化深调时，电流波形差，工作情况恶化 限制了调限制了调速范速范 围的提高。围的提高。 晶体管脉宽调制器晶体管脉宽调制器- -直流电机直流电机 具有响应快，效具有响应快，效率高，噪声小，简单可靠的特点。率高，噪声小，简单可靠的特点。数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术89数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术90数控技术数控技术

14、数控技术数控技术数控技术数控技术91数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术92数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术93 编码器转子（永磁体）定子绕组线圈接线合电机轴 数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术94电机的极对数转速的滑差率电源频率:)(psfs1pf60ncos.2mICMkf444EUkf444E数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术95可控硅整流器逆变器整流器逆变器交变频器（直接式）交电流型交变频器（间接式）直交变频器电电压压型型数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术96可控硅整流器逆变器整流器逆变器交变频器（直接式）交电流型交

15、变频器（间接式）直交变频器电电压压型型数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术97数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术98可控硅整流器可控硅整流器逆变器逆变器整流器整流器逆变器逆变器二极管二极管整流器整流器三极管三极管逆变器逆变器交流交流伺服伺服电机电机三三相相交交流流电电电压型变频器方案示意图电压型变频器方案示意图数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术99LdUdT6T4T5T3T1T2CdUVWABC数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术100数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术101数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术102

16、数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术103数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术104脉脉冲冲调调相相器器鉴鉴相相器器直直流流放放大大器器执执行行元元件件工工作作台台检测元件及信号处理检测元件及信号处理基准信号发生器基准信号发生器数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术105数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术106数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术107数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术108基准信号基准信号发生器发生器基准分频器基准分频器(1/(1/m)m)脉冲脉冲加减器加减器调相分频器调相分频器(1/(1/m)m)数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术109数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术110数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术111数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术112数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术113比较器比较器数模转换数模转换放大环节放大环节执行元件执行元件工作台工作台电压频率转换电压频率转换Sin/cos发生器发生器解调电路解调电路测量元件测量元件数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术数控技术114数控技术数控技术数控技术数控技术数