机床数控系统电子教案（64学时） - 图文(4)

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教 案

教 师 姓 名 授 课 日 期 授课项目及 单元名称 张爱红 授课形式 年 月 日 周 项目二 进给伺服驱动系统 单元三 闭环伺服系统的连接 实验 授课班级 授课时数 2 教学目标 1．使学生熟悉闭环/半闭环位置伺服系统的组成。 2．使学生理解闭环/半闭环位置伺服系统的工作原理。 3．使学生熟悉伺服驱动装置、数控装置上的接口名称与功能。 4．使学生熟悉数控系统不同功能部件间的连接。 教学重点 教学难点 （带*为难点） 1．闭环/半闭环伺服系统的组成。 *2.闭环/半闭环位置伺服系统的工作原理。 3．伺服驱动装置、数控装置上的接口名称与功能。 4．数控系统不同功能部件间的连接。 教学方法 教学手段 1．讲授闭环/半闭环伺服系统的组成，并介绍闭环/半闭环位置伺服系统的工作原理。 2．示范并讲解伺服驱动装置、数控装置上的接口名称与功能，以及闭环伺服系统不同部件间的连接。 3．借助于多媒体课件，数控系统综合实验台、录像，提高学生学习的兴趣，加深对所学内容的理解。 1．介绍闭环/半闭环伺服系统的组成，闭环/半闭环位置伺服系统的工作原理约20分钟； 2．示范并讲解伺服驱动装置、数控装置上的接口名称与功能，以及闭环伺服系统不同部件间的连接约25分钟； 3．学生分组完成连接图的测绘、连接约45分钟。 多媒体课件、数控系统综合实验台 实验指导书：实验二 随堂提问，按效果计平时成绩。 学时安排 教学条件 课外作业 检查方法 备注 无锡职业技术学院 数控教研室

授课主要内容

项目二 进给伺服驱动系统 单元三 闭环伺服系统的连接 一、实验目的 1．了解伺服结构的组成原理； 2．掌握FANUC驱动装置的接口情况； 3．掌握闭环系统的连接过程。 二、实验原理 闭环控制数控系统的位置检测装置安装在机床工作台上（半闭环数控系统的位置检测装置：编码器一般与电机同轴连接），用以检测机床工作台的实际运行位置，并将其与CNC装置计算出的指令位置(或位移)相比较，用差值进行控制。 三、实验设备、仪器、工具或材料 1．数控系统综合实验台 3台 2．工具 若干 3．万用表 4台 四、实验步骤 1.认识数控系统及驱动装置； 2．熟悉驱动装置的接口； 3．注意区分闭环系统的连接特点； 4．进行实际的接线，查看接口状态。 五、注意事项 1．CNC与放大器之间以及放大器和电机之间连接所使用的电缆不能超过50m； 2．作为电流反馈线(IRn和ISn)，要求使用中号双绞线，否则，易造成系统使用中的不正常噪声和振动。 3．采用分离型增量式检测装置，通常用光栅尺。 六、实验数据、现象记录 1、控制单元接口名称与功能： JA7A：串行主轴或位置编码器接口；JS1A/JS2A：伺服模块接口；CP1B:直流电源输出接口；JA1:CRT显示器接口；JA2:手动数据输入装置接口；JD5A:RS232C串行通信接口；JA3B:手轮接口。 2、伺服驱动装置接口名称与功能： JS1B/JS2B:B型数控系统接口；CX2A/CX2B:直流24V输入/输出接口；JX1A/JX1B:模块连接接口；JF1/JF2:位置编码器接口（使用B型接口时）；TB2(L/M):三相交流变频电源输出端。 无锡职业技术学院 数控教研室

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教 师 姓 名 授 课 日 期 授课项目及 单元名称 张爱红 授课形式 年 月 日 周 项目三 主轴驱动系统 单元一 交流主轴电机 讲授 授课班级 授课时数 2 教学目标 1．使学生熟悉数控机床对主轴控制的要求。 2．使学生了解主轴系统的分类。 3．使学生熟悉主轴电机的结构特点与工作特性。 4．使学生理解主轴分段无级调速的实现方法。 教学重点 教学难点 （带*为难点） 1．数控机床对主轴控制的要求。 2．主轴驱动系统的分类与组成。 3．主轴电机的结构特点与工作特性。 *4．主轴分段无级调速的实现方法。 1．通过回顾进给伺服驱动系统引入到主轴驱动系统，并介绍数控机床对主轴控制的要求、主轴系统的分类。 2．通过回顾进给伺服电机的结构与工作原理引入到主轴电机，主要介绍主轴电机的结构特点与工作特性。 3．介绍采用主轴分段无级调速的缘由，以及具体的实现方法。 4．借助于多媒体课件，提高学生学习的兴趣，加深对所学内容的理解。 1．数控机床对主轴控制的要求约15分钟； 2．主轴驱动系统的分类与组成约10分钟； 3．主轴电机的结构特点与工作特性约20分钟。 4. 采用主轴分段无级调速的缘由，以及具体的实现方法约45分钟； 多媒体课件、数控系统综合实验台 下载网络课件学习 随堂提问，按效果计平时成绩。 教学方法 教学手段 学时安排 教学条件 课外作业 检查方法 备注 无锡职业技术学院 数控教研室

授课主要内容

项目三 主轴驱动系统 单元一 交流主轴电机 一、数控机床对主轴控制的要求 1.调速范围宽：以保证加工时选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。主轴变速分为有级变速、无级变速和分段无级变速三种形式，其中有级变速仅用于经济型数控机床，大多数数控机床均采用无级变速或分段无级变速。 2.恒功率范围宽：低速段为恒转矩输出，额定转速以上为恒功率输出。 3.自动加减速控制：加、减速时间要短。 4. 准停控制：为满足加工中心自动换刀(ATC)以及某些加工工艺的需要。 5. 在车削中心上，还要求主轴具有旋转进给轴(C轴)的控制功能。 二、主轴驱动系统分类 1．直流主轴驱动系统：直流驱动系统可采用可控硅和脉宽调制PWM调速两种形式。 2. 交流主轴驱动系统：鼠笼式感应交流电动机配置矢量变换控制变频调速主轴驱动系统。 三、交流主轴电机的结构与工作特性 1．结构 2．工作特性 主轴电机的特性曲线： 四、主轴分段无级调速方法 1. 分段无级调速概述 2. M代码执行自动换档控制过程 3. 自动换档的实现方法： 1) 液压拨叉变速换档 2) 电磁离合器变速换档 无锡职业技术学院 数控教研室

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教 师 姓 名 授 课 日 期 授课项目及 单元名称 张爱红 授课形式 年 月 日 周 项目三 主轴驱动系统 单元二 交流主轴驱动装置 讲授 授课班级 授课时数 2 教学目标 1．使学生熟悉交流主轴驱动装置的组成。 2．使学生掌握主轴通用变频器的接线。 3．使学生掌握主轴变频器参数设定的方法。 4．使学生掌握主轴伺服驱动装置转速控制的方法。 5．使学生掌握主轴伺服驱动装置的接线。 教学重点 教学难点 （带*为难点） 1．交流主轴驱动装置的组成。 2．主轴通用变频器的接线。 *3.主轴变频器参数设定的方法。 4．主轴伺服驱动装置的接线。 1．通过讲授交流主轴驱动系统的组成引入到交流主轴驱动装置，并介绍主轴变频器(R-A500)的接线与控制方法。 2．通过主轴变频器与主轴伺服驱动装置的比较，引入对主轴伺服驱动装置接线与控制方法的介绍。 4．借助于多媒体课件，数控系统综合实验台，提高学生学习的兴趣，加深对所学内容的理解。 1．交流主轴驱动装置的组成约15分钟； 2．主轴通用变频器的接线约15分钟； 3. 主轴变频器参数设定的方法约15分钟； 4．主轴伺服驱动装置的接线与控制约40分钟； 5．归纳与总结约5分钟。 多媒体课件、数控系统综合实验台 作业四：简述通用变频器的预置设定过程。 随堂提问，按效果计平时成绩。 教学方法 教学手段 学时安排 教学条件 课外作业 检查方法 备注 无锡职业技术学院 数控教研室

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