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1、1,数控机床的伺服控制系统,山东大学控制科学与工程学院 曾毅,第二讲,2,数控机床的伺服控制系统,山东大学控制科学与工程学院 曾毅,第二讲,数控机床的伺服控制系统,第一章伺服控制系统的基本结构与分类,第二章伺服系统的测速与测角（位移）,第三章伺服系统的执行组件,第四章交流伺服驱动器的选择,数控机床的伺服控制系统,第一章伺服控制系统的基本结构与分类,第二章伺服系统的测速与测角（位移）,第三章伺服系统的执行组件,第四章交流伺服驱动器的选择,5,第四章 交流伺服驱动器的选择,设计伺服系统就是根据负载，选择伺服驱动器型号的过程，交流伺服系统目前在我国使用的比较普遍，以安川公司生产的伺服驱动器为例说明伺
2、服系统的集成过程。,伺服驱动器有两种解释：、具有伺服电机与伺服调速器（单元或功率放大器）这两个器件；、仅指伺服调速器（单元或功率放大器）。安川公司默认第种。,伺服系统：由伺服驱动器和上级装置以及外围装置组合而成的一组完整的伺服控制系统,6,第四章 交流伺服驱动器的选择,设计伺服系统就是根据负载，选择伺服驱动器型号的过程，交流伺服系统目前在我国使用的比较普遍，以安川公司生产的伺服驱动器为例说明伺服系统的集成过程。,伺服系统：由伺服驱动器和上级装置以及外围装置组合而成的一组完整的伺服控制系统,7,第四章 交流伺服驱动器的选择,本章以安川-II 系列SGMH/SGDM 型伺服驱动器的用户为对象，对以
3、下内容进行说明：伺服驱动器的选型方法伺服驱动器的额定值与特性（略）外围装置的规格与外形图（略）,8,第四章 交流伺服驱动器的选择,本章以安川-II 系列SGMH/SGDM 型伺服驱动器的用户为对象，对以下内容进行说明：伺服驱动器的选型方法伺服驱动器的额定值与特性外围装置的规格与外形图,9,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图、伺服单元的选型 型号说明 伺服单元与适用的伺服电机、外围装置的选型,10,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明,11,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺
4、服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明,旋转编码器的分辨率为：,12,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明,13,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明,14,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明,15,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明,16,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明,17,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外
5、围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明,18,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图,19,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,20,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,21,第四章 交流伺服驱动器
6、的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,22,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,23,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。
7、,24,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,25,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,26,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服
8、电机的选型请按下述流程图进行。,27,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,28,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,29,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,
9、SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,30,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,31,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,32,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGM
10、AH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,33,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,34,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,35,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号
11、说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,36,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,37,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请按下述流程图进行。,38,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装
12、置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图、伺服单元的选型 型号说明 根据要使用的伺服系统决定SGDM-以后的4 位字母数字(容量及电源电压)，则可以选定伺服单元。,39,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图、伺服单元的选型 型号说明 根据要使用的伺服系统决定SGDM-以后的4 位字母数字(容量及电源电压)，则可以选定伺服单元。,40,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图、伺服单元的选型 型号说明 伺服单元与适用的伺服电机伺服单元的选型取决于适用的伺
13、服电机。请使用下表选定伺服单元。,41,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图、伺服单元的选型 型号说明 伺服单元与适用的伺服电机伺服单元的选型取决于适用的伺服电机。请使用下表选定伺服单元。,42,第四章 交流伺服驱动器的选择,一、伺服驱动器及外围装置的选型1、伺服电机的选型型号说明伺服电机选型流程图、伺服单元的选型 型号说明 伺服单元与适用的伺服电机、外围装置的选型请根据下面的流程图选定外围装置。流程图中未包含的项目请参照“外围装置的规格与外形图”,43,四、伺服系统实例分析,型材辊压生产线是汽车门窗等型材生产的关键设备，其剪
14、切系统自动化程度及定尺精度的高低将直接影响企业的生产效率及产品质量。型材剪切一般有定尺停剪和飞剪两种：定尺停剪控制简单，定尺精度高，但生产效率低，特别是对于有缝焊机的辊压线，频繁启停将会影响焊机焊极的使用寿命。,44,四、伺服系统实例分析,飞剪控制比较复杂，方法也较多，相对简单的一种就是由型材本身带动剪切工作台实现飞剪的方法，这种剪切方法只适用于刚性较大的型材，而对于截面积较小的型材必须加牵引机，控制复杂。,45,四、伺服系统实例分析,型材辊压直线往复式同步飞剪交流伺服控制系统原理框图如右图所示，该系统运行比较可靠，同步精度较高，定尺误差比较小，适用于剪切各种规格的型材，不仅能提高企业的生产效
15、率及产品质量，还具有一定的推广应用价值。,46,四、伺服系统实例分析,1、系统的工作过程 带材首先通过辊压机组冷弯成需要的型材，然后通过飞剪机构剪切成一段段符合预先设定长度的型材。伺服电机通 过丝杠拖动工作台往复运动，由液压缸带动刀具完成冲切任务，其运行过程如下：,47,四、伺服系统实例分析,1、系统的工作过程(1)型材以恒速向前移动，由测长轮测定型材长度，当达到预定值时，单轴运动控制器启动伺服电机，工作台开始移动。,48,四、伺服系统实例分析,1、系统的工作过程(2)当工作台的前进速度与型材的移动速度达到同步时，互连模块输出同步剪切信号，PLC检测到该信号后，启动液压缸动作，刀具开始冲切，当
16、接近开关S2检测到冲切到位信号时，刀具抬起。,49,四、伺服系统实例分析,1、系统的工作过程(2)当工作台的前进速度与型材的移动速度达到同步时，互连模块输出同步剪切信号，PLC检测到该信号后，启动液压缸动作，刀具开始冲切，当接近开关S2检测到冲切到位信号时，刀具抬起。,50,四、伺服系统实例分析,1、系统的工作过程(3)工作台继续移动，当刀具返回到初始位置时，接近开关Sl有信号输出，单轴运动控制器控制伺服电机反转，工作台高速返回。,51,四、伺服系统实例分析,1、系统的工作过程(3)工作台继续移动，当刀具返回到初始位置时，接近开关Sl有信号输出，单轴运动控制器控制伺服电机反转，工作台高速返回。
17、,52,四、伺服系统实例分析,1、系统的工作过程(4)工作台返回到接近开关S3位置时，工作台停止，根据切割的根数，决定继续运行还是停车。(5)工作台的单循环时间由型材的移动速度和型材剪切长度确定。,53,四、伺服系统实例分析,2、系统的组成 飞剪系统包括电气控制和机械结构两部分组成，其中电气控制部分包括：人机界面、PLC、运动控制器、互连模块、交流伺服驱动系统、测长轮编码器、限位开关等；机械部分包括工作台、丝杠、切刀、液压缸和测长轮等。,54,四、伺服系统实例分析,2、系统的组成 S1、S2、S3为接近开关，负责切刀的上下限位和工作台的返回零位；S4、S5、S6为滚轮式行程开关，负责工作台的终
18、端停车及超行程保护。,55,四、伺服系统实例分析,2、系统的组成人机界面采用Easy View MT508S，设有手动运行、自动运行、参数设定、故障诊断等画面，具有控制系统的启动、停车、长度设定、产量设定、故障报警等功能。,56,四、伺服系统实例分析,2、系统的组成 PLC采用三菱电机公司的FX2N-80MR，负责辊压线及剪切系统的逻辑控制。,57,四、伺服系统实例分析,2、系统的组成交流伺服电机：SGMGH30ACA61 伺服电机驱动器：SGDM-30ADA单轴运动控制器：DMC1415,58,四、伺服系统实例分析,3、互连模块PICM1640及与PLC的连接 PICM1640互连模块是为了方便用户使用DMC-141014121415 14253425而设计,59,四、伺服系统实例分析,4、实际运行结果 由于系统采用HMI及PLC控制，前向点动、后向点动、电子齿轮、电子凸轮、定尺停剪与定尺飞剪任意选择，设定参数可在线调整，因此系统具有操作简单、维修方便、控制精度高、适用范围广等特点。剪切长度为800mm的型材，定尺剪切误差土05mm，飞剪误差土1mm。,
