三棱形孔軸數(shù)控磨床伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘   要

三棱形內(nèi)外圓磨削數(shù)控磨床，是加工高精度三棱形的孔、軸零件的關(guān)鍵設(shè)備。本課題就三棱形孔軸數(shù)控磨床中的伺服系統(tǒng)進(jìn)行研究。
    本課題選擇的是松下伺服電機(jī)。伺服系統(tǒng)的正確連線是伺服電機(jī)調(diào)試的前提，本課題所做的實(shí)驗(yàn)是在速度控制模式下對伺服電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)試。首先在實(shí)驗(yàn)中了解各個(gè)參數(shù)對系統(tǒng)運(yùn)行的影響情況，才能做到心中有數(shù)；其次對伺服電機(jī)進(jìn)行開環(huán)調(diào)試，其中包括自動(dòng)增益調(diào)整和手動(dòng)調(diào)整，使驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部參數(shù)之間相互匹配；最后對系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)試,主要參數(shù)有P(比例)﹑I（積分）﹑D（微分）﹑VFF（速度前饋）﹑OV（阻力）。

關(guān)鍵字：伺服系統(tǒng)，交流伺服電機(jī)，運(yùn)動(dòng)控制器，PID調(diào)試

ABSTRACT

3-Lobe Profile CNC Grinder, is the key equipment of processing of high-precision internal and external with 3-Lobe Profile parts . This topic studies servo driving system in the remanufacturing of FORTUNA internal and external milling CNC. 
This topic chooses Panasonic servo motor. The debugging of servo motor must have the premise of correct segment in servo system. This experiment carries on parameter debugging of motor under speed pattern. To the beginner, motor debugging is a long process. Firstly, the influence of each parameter to the working system must be known before utilizing these parameters. Secondly, motor debugging under split-ring system must be done so it can match internal parameter mutually in the driver. Finally, system is debugged under close-ring. Main parameter is P(proportion)﹑I(integral)﹑D(differential)﹑VFF(speed feed-forward)﹑OV(resistance).

Keywords:  Servo System，AC Servo Motor,  Motion Controller，PID Parameter
 

目  錄

中文摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1緒論 1
1.1數(shù)控伺服系統(tǒng)的基本概念 1
1.2伺服系統(tǒng)的分類 1
1.3伺服系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2
2.伺服系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 3
2.1伺服系統(tǒng)的組成 3
2.2伺服系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 4
2.3數(shù)控機(jī)床對伺服系統(tǒng)的基本要求 5
2.4總體方案設(shè)計(jì) 6
3. 伺服系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì) 8
3.1電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及工作特征 8
3.2控制方式的選擇 8
3.3常用電機(jī)比較 10
3.4伺服系統(tǒng)基本要求及伺服電機(jī)選擇 13
3.4.1伺服系統(tǒng)基本要求 13
3.4.2伺服電機(jī)選擇 13
3.5 編碼器 16
3.5.1編碼器在伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用及編碼器的測量原理 16
3.5.2編碼器的選擇 17
4.伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)的連接 19
4.1 X1電源輸入接口的連接 19
4.2 X2電機(jī)接口的連接 20
4.3 X5 I/0接口的連接 21
4.3.1 運(yùn)動(dòng)控制器 21
    4.3.2 X軸接線圖 22
    4.3.3 Z軸接線圖 24
4.3.4 C軸接線圖 24
 
5. 伺服系統(tǒng)的調(diào)試 26
5.1調(diào)試方法介紹 26
5.2半閉環(huán)調(diào)試 27
5.2.1伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器調(diào)試 29
①實(shí)時(shí)自動(dòng)增益調(diào)整 29
②手動(dòng)調(diào)整增益 33
5.2.2運(yùn)動(dòng)控制器參數(shù)調(diào)試 34
①比例參數(shù)P的調(diào)節(jié) 35
②積分I調(diào)節(jié) 36
③微分D參數(shù)調(diào)節(jié) 38
④ VFF調(diào)節(jié) 38
⑤阻尼系數(shù)（OV） 40
5.3雙軸聯(lián)動(dòng)調(diào)試 40
5.4全閉環(huán)調(diào)試 41
總結(jié) 42
致謝 43
參考文獻(xiàn) 44