-伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)-PPT課件

1、數(shù)控機(jī)床的伺服控制系統(tǒng)山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 曾毅第二講1數(shù)控機(jī)床的伺服控制系統(tǒng)山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 曾毅第二講2數(shù)控機(jī)床的伺服控制系統(tǒng)第一章伺服控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與分類 第二章伺服系統(tǒng)的測(cè)速與測(cè)角（位移）第三章伺服系統(tǒng)的執(zhí)行組件第四章交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇7/22/20223數(shù)控機(jī)床的伺服控制系統(tǒng)第一章伺服控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與分類 第二章伺服系統(tǒng)的測(cè)速與測(cè)角（位移）第三章伺服系統(tǒng)的執(zhí)行組件第四章交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇7/22/20224第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)就是根據(jù)負(fù)載，選擇伺服驅(qū)動(dòng)器型號(hào)的過(guò)程，交流伺服系統(tǒng)目前在我國(guó)使用的比較普遍，以安川公司生產(chǎn)的伺服驅(qū)動(dòng)器為例說(shuō)明

2、伺服系統(tǒng)的集成過(guò)程。伺服驅(qū)動(dòng)器有兩種解釋：、具有伺服電機(jī)與伺服調(diào)速器（單元或功率放大器）這兩個(gè)器件；、僅指伺服調(diào)速器（單元或功率放大器）。安川公司默認(rèn)第種。伺服系統(tǒng)：由伺服驅(qū)動(dòng)器和上級(jí)裝置以及外圍裝置組合而成的一組完整的伺服控制系統(tǒng)7/22/20225第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)就是根據(jù)負(fù)載，選擇伺服驅(qū)動(dòng)器型號(hào)的過(guò)程，交流伺服系統(tǒng)目前在我國(guó)使用的比較普遍，以安川公司生產(chǎn)的伺服驅(qū)動(dòng)器為例說(shuō)明伺服系統(tǒng)的集成過(guò)程。伺服系統(tǒng)：由伺服驅(qū)動(dòng)器和上級(jí)裝置以及外圍裝置組合而成的一組完整的伺服控制系統(tǒng)7/22/20226第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇本章以安川-II 系列SGMH/SGDM 型伺服驅(qū)動(dòng)

3、器的用戶為對(duì)象，對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明 ：伺服驅(qū)動(dòng)器的選型方法伺服驅(qū)動(dòng)器的額定值與特性（略）外圍裝置的規(guī)格與外形圖（略）7/22/20227第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇本章以安川-II 系列SGMH/SGDM 型伺服驅(qū)動(dòng)器的用戶為對(duì)象，對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明 ：伺服驅(qū)動(dòng)器的選型方法伺服驅(qū)動(dòng)器的額定值與特性外圍裝置的規(guī)格與外形圖7/22/20228第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 、伺服單元的選型 型號(hào)說(shuō)明 伺服單元與適用的伺服電機(jī) 、外圍裝置的選型7/22/20229第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服

4、電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明7/22/202210第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率為：7/22/202211第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明7/22/202212第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明7/22/202213第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明7/22/202214第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明7/22/202215第四章

5、交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明7/22/202216第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明7/22/202217第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 7/22/202218第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202219第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍

6、裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202220第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202221第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/

7、22/202222第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202223第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202224第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH

8、,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202225第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202226第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202227第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的

9、選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202228第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202229第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202230第四章

10、 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202231第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202232第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH

11、 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202233第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202234第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202235第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型

12、流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202236第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服電機(jī)的選型請(qǐng)按下述流程圖進(jìn)行。7/22/202237第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 、伺服單元的選型 型號(hào)說(shuō)明 根據(jù)要使用的伺服系統(tǒng)決定SGDM- 以后的4 位字母數(shù)字( 容量及電源電壓)，則可以選定伺服單元。7/22/202238

13、第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 、伺服單元的選型 型號(hào)說(shuō)明 根據(jù)要使用的伺服系統(tǒng)決定SGDM- 以后的4 位字母數(shù)字( 容量及電源電壓)，則可以選定伺服單元。7/22/202239第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 、伺服單元的選型 型號(hào)說(shuō)明 伺服單元與適用的伺服電機(jī)伺服單元的選型取決于適用的伺服電機(jī)。請(qǐng)使用下表選定伺服單元。7/22/202240第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 、伺服

14、單元的選型 型號(hào)說(shuō)明 伺服單元與適用的伺服電機(jī)伺服單元的選型取決于適用的伺服電機(jī)。請(qǐng)使用下表選定伺服單元。7/22/202241第四章 交流伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇一、伺服驅(qū)動(dòng)器及外圍裝置的選型1、伺服電機(jī)的選型型號(hào)說(shuō)明伺服電機(jī)選型流程圖 、伺服單元的選型 型號(hào)說(shuō)明 伺服單元與適用的伺服電機(jī) 、外圍裝置的選型請(qǐng)根據(jù)下面的流程圖選定外圍裝置。流程圖中未包含的項(xiàng)目請(qǐng)參照“外圍裝置的規(guī)格與外形圖”7/22/202242四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析 型材輥壓生產(chǎn)線是汽車門窗等型材生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，其剪切系統(tǒng)自動(dòng)化程度及定尺精度的高低將直接影響企業(yè)的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。型材剪切一般有定尺停剪和飛剪兩種： 定尺停剪控制簡(jiǎn)單

15、，定尺精度高，但生產(chǎn)效率低，特別是對(duì)于有縫焊機(jī)的輥壓線，頻繁啟停將會(huì)影響焊機(jī)焊極的使用壽命。 7/22/202243四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析 飛剪控制比較復(fù)雜，方法也較多，相對(duì)簡(jiǎn)單的一種就是由型材本身帶動(dòng)剪切工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)飛剪的方法，這種剪切方法只適用于剛性較大的型材，而對(duì)于截面積較小的型材必須加牽引機(jī)，控制復(fù)雜。7/22/202244四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析 型材輥壓直線往復(fù)式同步飛剪交流伺服控制系統(tǒng)原理框圖如右圖所示， 該系統(tǒng)運(yùn)行比較可靠，同步精度較高，定尺誤差比較小，適用于剪切各種規(guī)格的型材，不僅能提高企業(yè)的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，還具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。7/22/202245四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析1、

16、系統(tǒng)的工作過(guò)程 帶材首先通過(guò)輥壓機(jī)組冷彎成需要的型材，然后通過(guò)飛剪機(jī)構(gòu)剪切成一段段符合預(yù)先設(shè)定長(zhǎng)度的型材。伺服電機(jī)通 過(guò)絲杠拖動(dòng)工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由液壓缸帶動(dòng)刀具完成沖切任務(wù)，其運(yùn)行過(guò)程如下： 7/22/202246四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析1、系統(tǒng)的工作過(guò)程 (1)型材以恒速向前移動(dòng)，由測(cè)長(zhǎng)輪測(cè)定型材長(zhǎng)度，當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時(shí)，單軸運(yùn)動(dòng)控制器啟動(dòng)伺服電機(jī)，工作臺(tái)開始移動(dòng)。 7/22/202247四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析1、系統(tǒng)的工作過(guò)程 (2)當(dāng)工作臺(tái)的前進(jìn)速度與型材的移動(dòng)速度達(dá)到同步時(shí)，互連模塊輸出同步剪切信號(hào)，PLC檢測(cè)到該信號(hào)后，啟動(dòng)液壓缸動(dòng)作，刀具開始沖切，當(dāng)接近開關(guān)S2檢測(cè)到?jīng)_切到位信號(hào)時(shí)，刀具抬起

17、。 7/22/202248四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析1、系統(tǒng)的工作過(guò)程 (2)當(dāng)工作臺(tái)的前進(jìn)速度與型材的移動(dòng)速度達(dá)到同步時(shí)，互連模塊輸出同步剪切信號(hào)，PLC檢測(cè)到該信號(hào)后，啟動(dòng)液壓缸動(dòng)作，刀具開始沖切，當(dāng)接近開關(guān)S2檢測(cè)到?jīng)_切到位信號(hào)時(shí)，刀具抬起。 7/22/202249四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析1、系統(tǒng)的工作過(guò)程 (3)工作臺(tái)繼續(xù)移動(dòng)，當(dāng)?shù)毒叻祷氐匠跏嘉恢脮r(shí)，接近開關(guān)Sl有信號(hào)輸出，單軸運(yùn)動(dòng)控制器控制伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，工作臺(tái)高速返回。 7/22/202250四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析1、系統(tǒng)的工作過(guò)程 (3)工作臺(tái)繼續(xù)移動(dòng)，當(dāng)?shù)毒叻祷氐匠跏嘉恢脮r(shí)，接近開關(guān)Sl有信號(hào)輸出，單軸運(yùn)動(dòng)控制器控制伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，工作臺(tái)高速

18、返回。 7/22/202251四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析1、系統(tǒng)的工作過(guò)程 (4)工作臺(tái)返回到接近開關(guān)S3位置時(shí)，工作臺(tái)停止，根據(jù)切割的根數(shù)，決定繼續(xù)運(yùn)行還是停車。 (5)工作臺(tái)的單循環(huán)時(shí)間由型材的移動(dòng)速度和型材剪切長(zhǎng)度確定。7/22/202252四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析2、系統(tǒng)的組成 飛剪系統(tǒng)包括電氣控制和機(jī)械結(jié)構(gòu)兩部分組成，其中電氣控制部分包括：人機(jī)界面、PLC、運(yùn)動(dòng)控制器、互連模塊、交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、測(cè)長(zhǎng)輪編碼器、限位開關(guān)等；機(jī)械部分包括工作臺(tái)、絲杠、切刀、液壓缸和測(cè)長(zhǎng)輪等。 7/22/202253四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析2、系統(tǒng)的組成 S1、S2、S3為接近開關(guān)，負(fù)責(zé)切刀的上下限位和工作臺(tái)的返回零位；S4、S5、S6為滾輪式行程開關(guān)，負(fù)責(zé)工作臺(tái)的終端停車及超行程保護(hù)。 7/22/202254四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析2、系統(tǒng)的組成人機(jī)界面采用Easy View MT508S，設(shè)有手動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)運(yùn)行、參數(shù)設(shè)定、故障診斷等畫面，具有控制系統(tǒng)的啟動(dòng)、停車、長(zhǎng)度設(shè)定、產(chǎn)量設(shè)定、故障報(bào)警等功能。7/22/202255四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析2、系統(tǒng)的組成 PLC采用三菱電機(jī)公司的FX2N-80MR，負(fù)責(zé)輥壓線及剪切系統(tǒng)的邏輯控制。 7/22/202256四、伺服系統(tǒng)實(shí)例分析2、系統(tǒng)的組成交流伺服電機(jī)：SGMGH30ACA61