1、數(shù)控機床的伺服驅動與監(jiān)測,第一節(jié)概述,一、伺服系統(tǒng)的概念數(shù)控機床伺服系統(tǒng)是以機械位移為直節(jié)控制目標的自動控制系統(tǒng)，也可稱為位置隨動系統(tǒng)，簡稱為伺服系統(tǒng)。數(shù)控機床伺服系統(tǒng)主要有兩種：一種是進給伺服系統(tǒng)，它控制機床各坐標軸的切削進給運動，以直線運動為主；另一種是主軸伺服系統(tǒng)，它控制主軸的切削運動，以旋轉運動為主。本章只介紹第一種伺服系統(tǒng)。CNC裝置是數(shù)控機床發(fā)布命令的“大腦”，而伺服驅動則為數(shù)控機床的“四肢”，是一種“執(zhí)行機構”，它能夠準確的執(zhí)行來自CNC裝置的運動指令。驅動裝置由驅動部件和速度控制單元組成。驅動部件由交流或直流電動機、位置監(jiān)測元件及相關的機械傳動和運動部件組成。,伺服系統(tǒng)的控制方

2、法主要分為開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)三種控制方法。它實際上是指伺服系統(tǒng)實現(xiàn)位置伺服控制的三種方式。開環(huán)控制只有從發(fā)出的位置指令輸入到最后的位置輸出的前向通道控制，而沒有測量實際位置輸出的反饋通道。由步進電動機直接驅動滾珠絲桿副的結構就是開環(huán)控制系統(tǒng)的實例。它的結構簡單、調整維護方便、工作可靠、成本低，但每一指令脈沖的進給誤差、傳動鏈的誤差間隙、導軌滑動時摩擦力的不均衡等造成的誤差等最終都反映到實際位移中去，使得定位精度較低。此外，它的速度低，低速平穩(wěn)性差，效率也較低。,如果在電動機軸或絲桿上安裝一個旋轉變壓器反饋轉角的變化，則系統(tǒng)變成了半閉環(huán)系統(tǒng)。這樣，與開環(huán)系統(tǒng)相比，半閉環(huán)系統(tǒng)，提高了精度，但它檢測

3、的反饋信號來自于系統(tǒng)中某一個非最終輸出的環(huán)節(jié)，使得系統(tǒng)無法對這一環(huán)節(jié)到最終控制目標之間的誤差自動進行補償。,在前向控制通道的基礎上在加上直接檢測最終輸出的反饋控制通道就形成了閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)。檢測元件通常為直線感應同步器和光柵等直線行位檢元件，安裝在最終的移動目標工作臺上。伺服驅動系統(tǒng)的性能在很大程度上決定了數(shù)控機床的性能。數(shù)控機床的最高移動速度，跟蹤速度，定位精度等重要的指標都取決于伺服系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)特性。它一直是數(shù)控機床研究的重要課題之一。,二、進給伺服系統(tǒng)的要求數(shù)控機床完成各種不同的加工任務，對進給伺服系統(tǒng)的要求也不盡相同，可概括為以下幾點要求。1.精度高伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復

4、現(xiàn)輸入量的精確程度。直接影響機的定位精度和重復定位精度，因而對零件的加工精度影響很大。精密加工的數(shù)控機床要求定位和輪廓切削精度都比較高，一般允許偏差在0.010.001mm之間，甚至到0.1um。2.調速范圍寬調速范圍Rn為Rn=nmax/nmin,式中nmax、nmin額定負載時的最高、最低轉速，單位為r/min。對一般的數(shù)控機床而言，進給伺服系統(tǒng)的調速范圍Rn為1:24000就足夠了，即在124000mm/min調速范圍內速度能夠均衡、穩(wěn)定、無爬行地工作。較為先進的機床可以獲得更大的調速范圍。3.快速響應為了保證輪廓切削形狀精度和表面粗糙度，除了保證較高的定位精度外，還要求跟蹤指令信號響應

5、快，一般在200ms以內，甚至小于幾十ms。4.低速大轉矩切削加工的特點一般是在低速時進行重切削。為適應加工要求對伺服系統(tǒng)要求低速大轉矩。系統(tǒng)具有這一特性，可以簡化傳動鏈，使傳動裝置機械結構得道簡化系統(tǒng)剛性加強，使傳動裝置的動態(tài)質量和傳動精度得到提高。,4.高性能的伺服電動機伺服電動機是伺服系統(tǒng)的重要驅動元件。為滿足上述要求，對伺服電動機的要求應該是：從最低速度到最高速度能平滑運轉，具有大的、較長時間的過載能力、響應快，還要求能承受平凡的啟動、制動和反轉。進給驅動用的伺服電動機主要有步進電動機，直流和交流調速電動機。交流調速電動機是機床進給驅動的一個方向。自80年代中期開始，交流進給驅動得到了

6、迅速的發(fā)展。今天，一些先進的國家?guī)缀跞坎捎媒涣鬟M給驅動。交流調速電動機是以異步電動機和永磁同步電動機為基礎的交流電動機，而所采用的異步電動機多為批量生產(chǎn)的普通結構形式的異步電動機，可以預見，交流調速電動機將是最有發(fā)展前途的進給驅動裝置。,第二節(jié)步進電動機的驅動與應用,步進電動機是一種將電脈沖信號轉換成機械角位移的驅動元件。給一個電脈沖信號，步進電動機就回轉一個固定的角度，稱為一步，所以稱為步進電動機。有由于它輸入的是脈沖電流，也稱為脈沖電動機。,步進電動機具有精度高，慣性小的特點，對各種干擾因素不敏感，誤差不會長期積累，轉過360以后其積累誤差為“0”。它主要用于開環(huán)控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)的結構簡

7、單、運行可靠，也可用于閉環(huán)控制系統(tǒng)。按勵磁方式的不同，步進電動機可分為反應式、永磁式、感應式和混合式等。混合式步進電動機的結構和原理具有反應式和永磁式兩種電動機的特點，在同樣的勵磁電流下，它可以產(chǎn)生更大的轉矩。目前這種電動機以在數(shù)控機床等領域得到了廣泛的應用。反應式步進電動機應用普遍，結構也簡單，是我們分析的重點對向。,一、步進電動機的工作原理圖6-2所示為反應式步進電動機的結構原理圖。它的定子和轉子鐵心通常由硅鋼片疊成。定子上有A、B、C三對磁極，在相對應的磁極上繞有A、B、C三向控制繞組。假設轉子上有四個齒，齒寬與定子的極靴寬相等，相鄰兩齒所對應的空間角度為齒距角。齒距角Ot為Ot=360

8、/Zr式中Zr轉子齒數(shù)。在圖6-2所示的三相(A、B、C)步進電動機中，Zr=4,齒距角Ot=90。,二、步進電動機的主要性能指標1、步距角及步距精度同一相數(shù)的步進電動機通常有兩種步距角，如1.5/0.75、1.2/0.6、3/1.5等。單、雙拍制的步距角比單拍制或雙拍制的步距角減小一半。靜態(tài)步距角誤差是實際步距角與理論步距角之間的誤差，以偏差的角度或理論步距角的百分數(shù)來衡量。它的值越小，就表示精度越高。按靜態(tài)步距角誤差，步進電動機的精度分為兩級，如表6-1所示。中國最大的資料庫下載,表6-1步進電動機步距角精度分級,步進電動機的精度可用步距角的誤差或累積誤差衡量。累積誤差是指轉子從任意位置開

9、始，經(jīng)過任意步后，轉子的實際轉角與理論轉角之間的最大值。電動機轉一周，其積累誤差應為零，在一周內積累誤差可大可小，可正可負。2、最大靜轉矩Tmax與起動轉矩Tq(1)最大靜轉矩Tmax當定子一相繞組通電時，轉子在-到之間任何一個位置停留，當定子通電后，轉子與定子齒都會對準，回到初始平衡位置；所以把空載靜穩(wěn)定區(qū)定為-到之間。,當轉子受到外力的作用后，轉子齒要偏離初始位置，這時定轉子之間產(chǎn)生的定子轉矩用以克服負載轉矩，直到相互平衡，轉子停在一個心的平衡點，這時轉子齒所偏離的角度成為失調角e。這時，電動機的靜態(tài)轉矩與失調角之間關系接近正弦變化，稱之為矩角特性（圖6-5中下圖）。T=-Tm*sine當

10、e=+-/2時，T為最大靜轉矩，它表示步進電動機所能承受的最大靜態(tài)轉矩Tmax。,顯然，當轉子加上負載后，其負載靜穩(wěn)定區(qū)在-/2/2之間。當轉子受到的負載轉矩是脈動的情況下，轉子的失調角將隨負載變化而變化，可以看見轉子在作輕微的晃動，這種現(xiàn)象是正常的，步矩角越小，晃動范圍越小，對數(shù)控系統(tǒng)精度的影響也就越小。當多相通電時，矩角特性可由單項矩角特性以矢量和的方式算出，當繞組數(shù)大于3時，多相通電多數(shù)能提高靜態(tài)轉矩（見表6-2）。功率較大的步進電動機多數(shù)采用大于三相的勵磁繞組，而且多相通電。,表6-2步進電動機多相通電時的轉矩,(2)最大起動轉矩Tq圖6-6表示三相步進電動機的矩角特性，圖中相連兩個矩

11、角性的交點所對應的電磁轉矩為起動轉矩Tq，它代表步進電動機單相勵磁時所能代動的極限轉矩。當電動機所帶的負載T1Tq時，A相通電，轉子的平衡點轉到m處，在此點TamT1；當由A相切換到B相時，B相在m點的電磁轉矩TbmTam，在電磁轉矩作用下，轉過一個步矩角到達新的平衡位置n，此時，Tbn=T1。顯然，如果負載T1Tq，A、B相的切換無法使轉子到達新的平衡位置n，而產(chǎn)生“失步“現(xiàn)象。不同相數(shù)的步進電動機的起動轉矩不同，一般相數(shù)越多，拍數(shù)越多，則氣動轉矩越大。,根據(jù)步進電動機的相數(shù)、拍數(shù)選取起動轉矩，見表6-3。表中Tmax為步進電動機的最大靜轉矩。3、起動頻率和起動特性起動頻率是指步進電動機不失

12、步起動所能施加的最高控制脈沖頻率。在電動機空載情況下，成為空載起動頻率。在有負載情況下，不失步起動所允許的最高頻率將大大降低。例如70BF3型步進電動機空載起動頻率是1400Hz，當負載為最大轉矩Tmax的0.55倍時，起動頻率下降到50Hz。,表6-3步進電動機相數(shù)、拍數(shù)、最大負載轉矩表,步進電動機帶一定負載起動后，連續(xù)緩慢提高脈沖頻率直到不丟步運行的最高頻率稱為運行頻率。它比起動頻率大得多。因此步進電動機常采用升降速控制，起停時頻率降低，正常運行時，頻率升高。圖6-7表示了負載轉矩與運行頻率的關系。頻率選擇時因滿足下式ftfop(6-4)式中ft步進電動機極限起動頻率；fop要求步進電動機

13、最高起動頻率。,4、連續(xù)運行頻率步進電動機在實際應用中一般均處在連續(xù)脈沖運行狀態(tài)，控制脈沖的變化及對它的影響可分為三個區(qū)段：（1）脈沖頻率極低這時電動機的運行為連續(xù)的單步運動。一般電動機由一個穩(wěn)定點變化到另一個穩(wěn)定點時，轉子要在新的穩(wěn)定點附近來回振蕩若干次，最后才穩(wěn)定下來。當輸入的脈沖時間間隔大于電動機振蕩衰減時間時，第二個脈沖還沒到來時，前一次的脈沖已經(jīng)完畢，轉子處在穩(wěn)定位置，其運行過程如圖6-8a所示，每一步都和單步運動一樣。這種狀態(tài)步進電動機能夠跟隨輸入脈沖可靠的工作。,（2）脈沖頻率很高這時脈沖間隔短，在前一步還沒有振蕩結束，后一個脈沖就已經(jīng)來臨，使步進電動機連續(xù)平滑的轉動，轉速比較穩(wěn)

14、定，如圖6-8所示。（3）低頻共振當脈沖頻率介于及低頻和高頻之間，容易接近于電動機本身的振蕩頻率，這時電動機將產(chǎn)生強烈振動，甚至失步無法工作。這就是步進電動機低頻共振丟步現(xiàn)象。一般不允許步進電動機在共振頻率下運行。為減少這一共振現(xiàn)象，很多步進電動機設置了專門的阻尼器，消耗振動能量，限制振幅。,5、應用舉例下面舉一個模擬工作臺的例子。工作臺的縱向軸是導程P=1.25mm的普通絲桿副，步進電動機通過一對降速齒輪副與絲桿連接。設絲桿軸向的負載Fa=500N；最大進給速度vmax=0.8m/min；脈沖當量=0.002mm/step；傳動的總效率是0.255。請選用步進電動機。設選用的徚進電動機的步矩

15、角s=0.75/step,（1）確定步進電動機的起動力矩Tq當電動機在起動力矩Tq作用下轉一個步矩角s時，所作的功為WD=Tq*s/3602工作臺克服負載Fa、位移所做的功Wa=Fa*根據(jù)能量守恒WD=Wa得Tq=360*Fa/2*s*=360*0.002*5000/2*3.14*0.75。*0.255N.mm=2997.3N.mm,（2）確定步進電動機最大靜轉矩Tmax為滿足最小步矩要求，電動機選用三相六拍工方式，根據(jù)表6-3得Tq/Tmax=0.866，則Tmax=299.73/0.866N.cm=346.11N.cm（3）確定步進電動機運行頻率fmax=1000*vmax/60*=100

16、0*0.8/60*0.002Hz=6650Hz根據(jù)以上參數(shù)選電動機100BF003。它的Tmax=800N.cm,s=0.75/1.5fmax=7000。,三、脈沖分配由步進電動機的工作原理知，要使電動機正常的一步一步地運行，控制脈沖必須按一定的順序分別供給電動機各相，例如三相單拍驅動方式，供給脈沖的順序為A-B-C-A或A-C-A，也可稱為環(huán)形脈沖分配。脈沖分配有兩種方式：一種是硬件脈沖分配，另一種是軟件分配，是由計算機的軟件完成的。1.脈沖分配器脈沖分配器可以用門電路及邏輯電路構成，提供符合步進電動機控制指令所需的順序脈沖。目前已經(jīng)有很多可靠性高、尺寸小、使用方便的脈沖分配器供選擇。按其電

17、路結構不同可分為TTL集成電路和CMOS集成電路。,目前市場提供的國產(chǎn)TTL脈沖分配器有三相（YBO13）、四相（YBO14）、五相（YBO15）和六相（YBO16），均為18個管腳的直插式封裝。CMOS集成脈沖分配器也有不同型號，例如CH250型用來驅動三相步進電動機，封裝形式為本16腳直插式。這兩種脈沖分配器的工作方式基本相同，當各個引腳連接好之后，主要通過一個脈沖輸入端，控制步進的速度；一個輸入端控制電動機的轉向；并有與步進電動機相數(shù)相同數(shù)目的輸出端分別控制電動機的各相。,2.軟件脈沖分配在計算機控制的步進電動機驅動系統(tǒng)中，通常采用軟件的方法實現(xiàn)環(huán)形脈沖分配。圖6-9所示是一個8031單

18、片機與步進電動機驅動電路接口的框圖。P1口的三個引腳經(jīng)過光電隔離/功率放大后，分別與電動機的A、B、C三相連接。當采用三相六拍方式時，電動機正轉的通常順序為A-AB-B-BC-C-CA-A；電動機反轉的順序為A-AC-C-CB-B-BA-A。它們的環(huán)形分配如表6-4所示。蛇P1的某口為高電平時，相應的電動機相通電。,把表中的數(shù)值按順序存入內存的EPROM中，并分別設定表頭的地址為TAB0。計算機的P1口按從表頭開始逐步加1的順序變化，電動機正相旋轉，如果按從TAB5，逐步減1的順序變化，電動機則反轉。圖6-10是控制電動機方向、速度的子程序流程圖和源程序。子程序的如口、出口如下：入口：R6：步

19、進電動機步數(shù)；R5：正反轉控制，R5=0時為正，R50或R50時為反；R7：TAB數(shù)據(jù)表指針。以上參數(shù)在主程序中給定。出口：R7：子程序結束時電動機的狀態(tài)，供下次調用時參考。,源程序如下：SBU1：MOVDPTR，#TABAJMPREDO；轉移去判斷正反轉DRIVER：MOV，R7；驅動步進電動機MOVA，A+DPTRMOVP1，AACALLDELAY；調延時子程序DJNZR6，REDO；距離不為0轉移MOVR7，A；為0保存指針后返回RETREDO：CJNER5，#00，NON；如為反轉則轉移CJNER7，#05，L1；正轉：指針不到數(shù)組尾轉移MOVR7，#00H；否則指針清零AJMPDRI

20、VERL1：INCR7；指針加1AJMPDRIVERNON：CJNER7，#00H，L2；反轉：指針不在數(shù)組首轉移MOVR7，#05H；否則指針置5AJMPDRIVERL2：DECR7；指針減1TAB：DB01H，03H，02H，06H，04H，05H,這里省略了延時子程序，通過改變延時時間的長短來控制電動機的速度。在以計算機為控制核心的經(jīng)濟型數(shù)控機床中采用軟件進行脈沖分配已形成趨勢。雖然軟件脈沖分配增加了編程的復雜程度，但它省去了環(huán)形脈沖分配器，系統(tǒng)減少了器件，降低了成本，也提高了系統(tǒng)的可靠性。四、驅動電源及速度控制環(huán)型脈沖分配器輸出的電流很小，必需經(jīng)過功率放大。過去常采用高低壓驅動電源，現(xiàn)

21、在則多采用恒流斬波和調頻調壓等形式的驅動電源。,1.高低壓驅動電源隨著頻率增大，步進電動機負載能力下降，如圖6-11所示，當某一相繞組通電時，三極管VT1導通，繞組已經(jīng)加上電壓，但是繞組中的電流是按著指數(shù)規(guī)律上升，并將電源的一部分能量轉換成勢能存儲在繞組中，電流的時間常數(shù)為Ti=Lm/R（6-5）式中Lm步進電動機一相繞組的平均電感量；R通電回路的電阻，包括繞組電阻，功率放大器輸出級的內阻及串聯(lián)電阻。當繞組斷電，存儲于繞組中的勢能將以直線形式釋放出來，電流按指數(shù)規(guī)律下降，其時間常數(shù)為Tu=Lm/Rd(6-6)式中Rd放電回路電阻，它包括繞組，續(xù)流二級管正相電阻等,這使得繞組中電流只能緩慢的增加

22、和下降，即電流波形有不陡的前沿和后沿。當輸入頻率較低時，每相繞組通電和斷電的周期T較長，電流I的波形比較接近于理想的矩行波，如圖6-12a所示。當頻率升高后，周期T縮短，電流I來不及上升到穩(wěn)定值就下降，電流的幅值降低，各相繞組電流幾乎同時存在，如圖6-12b致使負載能力下降，嚴重時不能起動。為了提高步進電動機的動態(tài)特性，必須使電流波形前后沿更陡些。在單一電壓型電源中，可以在繞組回路中串聯(lián)一個電阻R0，這時電動機的電流增長的時間常數(shù)變小，為Ti=Lm/R+Ro(6-7),這樣，電流波形的上升沿變陡，消耗了一部分功率。為了使電流波形更陡，在電阻Ro兩端并聯(lián)電容C，由于電容上的電壓不能突變，在繞組通

23、電瞬間相當于R0短路，電源電壓全部加在電動機控制繞組上，電流迅速提高。二極管VD及串聯(lián)電阻R1形成放電回路，繞組斷電速度放慢，減小電動勢，保護三極管VT1。這種驅動電源線路簡單，供放元件小，成本低，但功耗大，只適用于小功率的步進電動機。為了彌補這些缺點，常采用高低壓切換型電源。,圖6-13a所示是一個高低壓切換型電源的原理圖，當有輸入的控制型號u后，三極管VT1，VT2的基極有電壓輸入，使VT1和VT2導通，在高壓電源u1的作用下，二極管VD1承受反相電壓，使低電壓源不起作用。因此，電流I可以迅速上升，當?shù)竭_a點時，利用定時電路使VT1截止，這時切換為低壓電源u2起作用，此時繞組中的電流如圖6

24、-13b中ab短所示。這種電源的電動機繞組不需串聯(lián)電阻，電源功耗小，電流波形得到了很大改善矩平特性很好。起動和運行頻率得到較大的提高。2.恒流斬波驅動電源雙電壓功放電路缺點是在高低連接處出現(xiàn)谷點，引起力矩在谷點時下降，而斬波型功放電路克服了這一缺點，并提高,二塑料導軌鑲粘塑料導軌，已廣泛用于數(shù)控機床上，其摩擦系數(shù)小，且動、靜摩擦系數(shù)差很小，能防止低速爬行現(xiàn)象；耐磨性，抗撕傷能力強；加工性和化學穩(wěn)定性好，工藝簡單，成本低，并有良好的自潤滑性和抗震性。塑料導軌多與鑄鐵導軌或淬硬鋼導軌相配使用。1.塑料導軌的類型及特點近年來國內已研制了數(shù)十種塑料基體的復合材料用于機床導軌，其中比較引人注目的為應用較

25、廣的填充PTEE（聚四氟乙烯）軟帶材料，例如美國霞板（Shanban）公司的得爾塞（Turcite-B）塑料導軌軟帶及我國的TSF軟帶。Turcite-B自潤滑復合材料是在聚四氟乙烯中填充50%的青銅粉，據(jù)稱還加有二硫化鉬、玻璃纖維和氧化物制成帶狀復合材料。具有優(yōu)異的減磨、抗咬傷性能，不會損壞配合面，吸振性能好，低速無爬行，并可在干摩擦下工作。,塑料導軌軟帶與其他導軌相比，有以下特點：1)摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定比鑄鐵導軌副低一個數(shù)量級。2)動、靜摩擦系數(shù)相近運動平穩(wěn)性和爬行性能較鑄鐵導軌副好。3)吸收振動具有良好的阻尼性。4)耐磨性好有自身潤滑作用，無潤滑油也能工作。5)化學穩(wěn)定性好耐磨、耐低溫，耐

26、強酸、強堿、強氧化劑及各種有機溶液。6)維護修理方便軟帶耐磨，損壞后更換容易。7)經(jīng)濟性好結構簡單，成本低，約為滾動導軌成本的1/20，為三層復合材料DU導軌成本的1/4。,2.Turcite-B塑料軟帶的工作特性貼塑導軌的摩擦特性如圖7-27所示的摩擦系數(shù)速度特性曲線可知，其動、靜摩擦系數(shù)相差很小，而且摩擦系數(shù)速度特性曲線的斜率是正斜率，并具有良好的自潤滑性，所以在短油或干摩擦下也不致拉傷導軌面。塑料導軌的pv值pv值是摩擦副的重要技術指標。在設計機床導軌尺寸時，應根據(jù)滑動速度v與比壓p之值按圖7-28所示pv線圖選取，使p與v的交點處于曲線的下方。如滿足不了要求，可加大導軌面積，以降低比壓

27、p值來滿足要求，一般導軌的比壓p=0.1Mpa0.2Mpa。,貼塑導軌的承載能力Turcite-B軟帶的變形小，在比壓p為14Mpa，溫度為50C時其變形不得超過原有厚度的5%。在機床導軌上使用時，在任何情況下的變形率都應低于1%。因此，在設計機床導軌尺寸時應注意減小導軌的比壓，以獲得較高的運動精度。此種軟帶的厚度有0.8mm、1.6mm及3.2mm等幾種。根據(jù)承載變形宜選用厚度小的規(guī)格，如考慮到加工余量，一般選用厚度為1.6mm(約1/16)為宜。貼塑導軌的其他性能Turcite-B軟帶粘結剪切強度高達7Mpa；彈性模量小于金屬材料，可防止振動，減少噪音；導軌副的磨損量小，若采用定時定量潤滑

28、，可進一步提高導軌的使用壽命。,3.塑料軟帶的應用及粘貼工藝塑料導軌副多為塑料/金屬。塑料軟帶一般粘貼在短的動導軌上，不受導軌形式的限制，各種組合形式的滑動導軌均可粘貼。粘貼工藝如下：,金屬導軌平面加工粘貼軟帶的導軌面可刨或可銑加工成兩邊帶支邊的表面粗糙度Ra25m12.5m的凹槽或平面，槽邊各留3mm10mm寬的擋邊。槽深一般可選軟帶厚度的1/22/3。如加工成平面，要在兩邊臨時粘接幾個等高墊塊，防止粘接軟帶加壓時移位。膠層固化后再去掉墊塊。配對金屬導軌面的粗糙度要求Ra0.4m0.8m，太大使軟帶產(chǎn)生劃痕，太小則不能形成聚四乙稀轉移膜，會使軟帶加快磨損。對磨導軌面硬度要求在25HRC以上。

29、軟帶切成形及清洗粘接前按導軌面的幾何尺寸將軟帶切割成形，適當考慮工藝裕量。軟帶表面需經(jīng)過處理，先用各種清洗劑包括丙酮將軟帶洗凈，在該牌號指定的去處不可粘性的溶液中按時浸透，再用丙酮和水等清洗后干燥備用。,粘接及加工粘接時，將該牌號軟帶指定的膠粘劑按規(guī)定工藝用刮刀分別涂布于軟帶表面和粘接軟帶導軌面上，使膠層中央略高于四周。粘接層厚度0.1mm左右，接觸壓力為0.05Mpa0.1MPa。粘貼好之后，把運動部件翻轉就位扣壓在靜導軌上，利用運動部件自身重量或外加一定重量，使固化壓力達0.1Mpa0.15MPa。經(jīng)24h室溫固化，將運動部件吊起翻轉，用小木錘輕敲整條軟帶。若敲打時各處聲響音調一致，說明粘

30、接質量好。然后檢查動靜導軌的接觸精度，讓導軌副對研或機械加工，并刮削到接觸面的斑點符合要求（著色點面積達50%以上）為止。根據(jù)設計要求，可在軟帶上開出油槽，油槽一般不開穿軟帶，寬度5mm左右。并可用儀器測出軟帶導軌的實際摩擦系數(shù)。貼塑導軌有逐漸取代滾動導軌的趨勢，不僅適用于數(shù)控機床，而且還適用于其他各種類型機床導軌，它在舊機床修理和數(shù)控化改裝中可以減少機床結構的修改，因而更加擴大了塑料導軌的應用領域。,三、交流伺服電動機驅動簡介支流伺服電動機具有很多優(yōu)點，但它由于裝有電刷和換向片，尺寸較大且必須定期維修，特別是受換向器限制，容量較小，電樞電壓較低，很多特性參數(shù)隨速度而變化，因而限制了支流伺服電

31、動機高速度、大容量的發(fā)展。70年代以來，隨著大規(guī)模集成電路和計算機控制技術的發(fā)展以及現(xiàn)代控制理論的應用，特別是矢量控制技術的應用，使得交流伺服電動機具備了調速范圍寬、穩(wěn)速、精度高、動態(tài)響應快以及良好的技術性能。目前國外已有系列化的交流伺服電動機，我國已研制出此種電動機。,交流伺服電動機采用了全封閉無刷構造，不需要定期檢查維修。定子省去了鑄造件殼體，結構緊湊，質量小。定子鐵心較一般電動機開槽多且深，絕緣可靠，磁場均勻?？蓪Χㄗ予F心直接冷卻，散熱效果好，因而傳動機械部分的熱量少，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。轉子采用具有精密磁極形狀的永久磁鐵，因而可得到高的轉矩/慣量比。因此交流伺服電動機以其高性能、大

32、容量得到了廣泛的應用。交流伺服電動機提高其性能的關鍵在于解決對交流電動機的控制與驅動，目前采用的是一種新的控制方法，利用微機對交流電動機作矢量變換控制。,第四節(jié)常用位置檢測裝置,一、概述1.位置檢測裝置的要求在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中，必須利用位置檢測裝置把機床運動部件的實際位移量隨時檢測出來，與給定的控制值進行比較，從而控制驅動元件正確運轉，使工作臺（或刀具）按規(guī)定的軌跡和坐標移動。因此，位置檢測裝置是數(shù)控機床的關鍵部件之一，它對于提高數(shù)控機床的加工精度有決定性的影響。為此，對位置檢測裝置提出如下要求：,(1)在機床工作臺移動范圍內，能滿足精度和速度的要求。不同類型的數(shù)控機床對檢測裝置的精度和速度要求不一樣。通常要求檢測元件的分辨度（即檢測的最小位移量）在0.00010.01mm之內，測量精度在0