數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)概述-文庫(kù)吧
2025-12-07 16:53 本頁(yè)面
【正文】 39。BB39。 C39。A34 12 B 相通電， 轉(zhuǎn)子 4齒與 B、 B180。 對(duì)齊 ,又轉(zhuǎn)過 15?。34 12CA39。BB39。 C39。A B、 C相同時(shí)通電，C39。 、 C 磁極拉住 3齒， B、 B39。 磁極拉住 4齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn) 過15?。19 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)通電循環(huán)周期如下： A?AB ?B ?BC ?C ? CA， 每個(gè)循環(huán)周期分為六拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 15?（步距角），一 個(gè)通電循環(huán)周期 (6拍 )轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 90? (齒距角 )。 與單三拍相比，六拍驅(qū)動(dòng)方式的步進(jìn)角更小，更適用于需要精確定位的控制系統(tǒng)中。3. 三相雙三拍三相雙三拍 按 AB ?BC ?CA的順序給三相繞組輪流通電。每拍有兩相繞組同時(shí)通電 。20AB通電CA39。BB39。 C39。A34 12BC通電34 12CA39。BB39。 C39。ACA通電CA39。BB39。 C39。A34 12 與單三拍方式相似，雙三拍驅(qū)動(dòng)時(shí)每個(gè)通電 循環(huán)周期也分為三拍。每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 30? (步距角 )，一 個(gè)通電循環(huán)周期 (3拍 )轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過 90?(齒距角 )。21從上述可知，步距角的大小與通電方式和轉(zhuǎn)子齒數(shù)有關(guān)，其大小可用下式計(jì)算： α＝ 360186。／ (Zm)Z－轉(zhuǎn)子齒數(shù) m一運(yùn)行拍數(shù)22步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)2324216。步進(jìn)電機(jī)開環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要解決的主要問題 ：– ① 動(dòng)力計(jì)算 ② 傳動(dòng)計(jì)算 ③ 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)或選擇 傳動(dòng)計(jì)算選擇合適的參數(shù)以滿足脈沖當(dāng)量 ?和進(jìn)給速度 F的要求。 圖中： f — 脈沖頻率（ HZ ） α— 步距角 （度） Z Z2 — 傳動(dòng)齒輪齒數(shù) t — 螺距 (mm) ? — 脈沖當(dāng)量（ mm）步進(jìn)電機(jī)Z1Z2?tf， ?25傳動(dòng)比選擇：– 為了湊脈沖當(dāng)量 ?mm，也為了增大傳遞的扭矩，在步進(jìn)電機(jī)與絲桿之間，要增加一對(duì)齒輪傳動(dòng)副，那么，傳動(dòng)比 i=Z1/Z2與 α、 ? 、 t之間有如下關(guān)系： α— 步距角， ?－脈沖當(dāng)量， t－ 絲杠導(dǎo)程。26 例 1： ? = , t = mm, α= 176。步進(jìn)電機(jī)Z1Z2?tf， ?27進(jìn)給速度 F： 一般步進(jìn)電機(jī) ： 若： δ= mm 則： 若： δ= 則： 因此，當(dāng) fmax一定時(shí)， Fmax與 δ成正比，故我們?cè)谡劦讲竭M(jìn)電機(jī)開環(huán)系統(tǒng)的最高速度時(shí)，都應(yīng)指明是在多大的脈沖當(dāng)量 δ下的 ,否則是沒有意義的。28216。提高步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)傳動(dòng)精度的措施216。 影響步進(jìn)電機(jī)開環(huán)系統(tǒng)傳動(dòng)精度的因素：252。 步進(jìn)電機(jī)的步距角精度；252。 機(jī)械傳動(dòng)部件的精度；252。 絲桿等機(jī)械傳動(dòng)部件、支承的傳動(dòng)間隙；252。 傳動(dòng)件和支承件的變形。216。 提高步進(jìn)電機(jī)開環(huán)系統(tǒng)傳動(dòng)精度的措施252。 適當(dāng)提高系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)的精度；252。 采取各種精度補(bǔ)償措施。29傳動(dòng)間隙補(bǔ)償 在整個(gè)行程范圍內(nèi)測(cè)量傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)間隙，取其平均值存放在數(shù)控系統(tǒng)中的間隙補(bǔ)償單元，當(dāng)進(jìn)給系統(tǒng)反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)將補(bǔ)償值加到進(jìn)給指令中，從而達(dá)到補(bǔ)償目的。 螺距誤差補(bǔ)償 利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算處理能力，可以補(bǔ)償滾珠絲杠的螺距累積誤差，以提高進(jìn)給位移精度。 方法：首先測(cè)量出進(jìn)給絲杠螺距誤差曲線 (規(guī)律 )，然后可采用下列兩種方法實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償：硬件補(bǔ)償、軟件補(bǔ)償。30例 2 設(shè) XY 工作臺(tái)由步進(jìn)電機(jī)直接經(jīng)絲桿螺母副驅(qū)動(dòng)，絲桿螺距為 5mm，步進(jìn)電機(jī)步距角為 150，工作方式三相六拍，工作臺(tái)最大行程為 400mm，求：（ 1）脈沖當(dāng)量；（ 2）微機(jī)發(fā)出的脈沖總數(shù)是多少？31(2)計(jì)算脈沖數(shù) n， 由 n ?=L(工作臺(tái)最大行程）所以，脈沖數(shù)為 ： n =L/ ?=400/=19200步解： （ 1）由計(jì)算脈沖當(dāng)量 ： 360=? L0?已知， L0=5mm， ? =150求脈沖當(dāng)量 ?計(jì)算?=5/360 ?=(mm)32 閉環(huán)伺服系統(tǒng)與與反饋比較形式 閉環(huán)與半閉環(huán)伺服進(jìn)給系統(tǒng) 在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，傳感器安裝在控制目標(biāo)部件上，直接檢測(cè)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，并將目標(biāo)的有關(guān)信息反饋到控制器，由控制器進(jìn)行反饋控制。具有反饋環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)具有抑制干擾的能力，控制精度較高；但是反饋環(huán)節(jié)的引入增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，且增益選擇不當(dāng)時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。33 閉環(huán)伺服系統(tǒng)與與反饋比較形式 閉環(huán)與半閉環(huán)伺服進(jìn)給系統(tǒng) 在半閉環(huán)控制系統(tǒng)中，傳感器安裝在中間部件上，控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的中間部件的狀態(tài)參數(shù)推知控制目標(biāo)部件的工作狀態(tài)，從而對(duì)控制目標(biāo)部件的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，使之滿足要求。34 數(shù)字脈沖比較伺服系統(tǒng) 在進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，脈沖比較伺服系統(tǒng)應(yīng)用比較普遍。這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的閉環(huán)位置控制。脈沖比較伺服系統(tǒng)的檢測(cè)元件可以是光電脈沖編碼器或光柵。但普遍采用光電編碼器作為位置檢測(cè)元件，以半閉環(huán)形式構(gòu)成伺服系統(tǒng)。 脈沖比較伺服系統(tǒng)是將位置指令脈沖與檢測(cè)元件反饋脈沖在比較器進(jìn)行比較，得到位置偏差脈沖信號(hào)。伺服系統(tǒng)根據(jù)這一偏差信號(hào)去驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，原理框圖如圖 62所示。 35 2. 脈沖比較伺服系統(tǒng)組成 圖 62是以光電編碼器為位置檢測(cè)元件的脈沖比較伺服系統(tǒng)。它主要由下列部分組成： 36 (1) 由計(jì)算機(jī)數(shù)控制裝置提供指令的脈沖。 (2) 反映機(jī)床工作臺(tái)實(shí)際位置的位置檢測(cè)器。 (3) 完成指令信號(hào)與反饋信號(hào)相比較的比較器。 (4) 將比較器輸出數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變成伺服電動(dòng)機(jī)模擬控制 信號(hào)的數(shù) /模轉(zhuǎn)換器。 (5) 執(zhí)行元件（伺服電動(dòng)機(jī)）。 37 當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)要求工作臺(tái)向一個(gè)方向進(jìn)給時(shí)，經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算得到一系列進(jìn)給脈沖作為指令脈沖，其數(shù)量代表了工作臺(tái)的指令進(jìn)給量，頻率代表了工作臺(tái)的進(jìn)給速度，方向代表了工作臺(tái)的進(jìn)給方向。以增量式光電編碼器為例，當(dāng)光電編碼器與伺服電動(dòng)機(jī)及滾珠絲杠直聯(lián)時(shí)，隨著伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生序列脈沖輸出，脈沖的頻率將隨著轉(zhuǎn)速的快慢而升降?，F(xiàn)設(shè)工作臺(tái)處于靜止?fàn)顟B(tài)。 38 （ 1）指令脈沖 PC=0，這時(shí)反饋脈沖 Pf=0，則 Pe=0，則伺服電動(dòng)機(jī)的速度給定為零，工作臺(tái)繼續(xù)保持靜止不動(dòng)。 （ 2）現(xiàn)有正向指令 PC+=2，可逆計(jì)數(shù)器加 2，在工作臺(tái)尚未移動(dòng)之前，反饋脈沖 Pf+=0，可逆計(jì)數(shù)器輸出 Pe=Pc+－ Pf+=2－ 0=2，經(jīng)轉(zhuǎn)換，速度指令為正，伺服電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，工作臺(tái)正向進(jìn)給。 （
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