【正文】 一圈發(fā)出的脈沖數(shù)；現(xiàn)在市場上提供的規(guī)格從 36線/ 轉(zhuǎn) 到10萬線 /轉(zhuǎn) 都有； 選擇：①伺服系統(tǒng)要求的分辨率；②考慮機械傳動系統(tǒng)的參數(shù)。分辨率（分辨角）α設(shè)增量式碼盤的規(guī)格為 n 線/轉(zhuǎn)：結(jié)構(gòu)和工作原理⑴碼盤基片上有多圈碼道，且每碼道的刻線數(shù)相等； ⑵對應(yīng)每圈都有光電傳感器；⑶輸出信號的路數(shù)與碼盤圈數(shù)成正比； ⑷檢測信號按某種規(guī)律編碼輸出，故可測得被測軸的周向絕對位置。⑴非接觸測量，無接觸磨損，碼盤壽命長，精度保證性好； ⑵允許測量轉(zhuǎn)速高，精度較高。⑶光電轉(zhuǎn)換，抗干擾能力強；⑷體積小，便于安裝，適合于機床運行環(huán)境； ⑸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格高，光源壽命短；⑹碼盤基片為玻璃，抗沖擊和抗震動能力差。一、概述 驅(qū)動電機及其控制和驅(qū)動裝置。，它提供執(zhí)行部分運動所需的動力，在數(shù)控機床上常用的電機有：①步進(jìn)電機②直流伺服電機 ③交流伺服電機 ④直線電機。，通常驅(qū)動電機與速度控制單元是相互配套供應(yīng)的，其性能參數(shù)都是進(jìn)行了相互匹配，這樣才能獲得高性能的系統(tǒng)指標(biāo)。：接受來自位置控制單元的速度指令信號，對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)運算(目的是穩(wěn)速)，將其變換成電機轉(zhuǎn)速的控制量(頻率，電壓等)，再經(jīng)功率放大部件將其變換成電機的驅(qū)動電量，使驅(qū)動電機按要求運行。簡言之：調(diào)節(jié)、變換、功放。（與主運動（主軸）系統(tǒng)比較）： ①功率相對較小； ②控制精度要求高；③控制性能要求高，尤其是動態(tài)性能二、步進(jìn)電機及其驅(qū)動裝置步進(jìn)電機流行于70年代，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、維修方面，且控制為全數(shù)字化。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，除功率驅(qū)動電路之外，其它部分均可由軟件實現(xiàn)，從而進(jìn)一步簡化結(jié)構(gòu)。因此，這類系統(tǒng)目前仍有相當(dāng)?shù)氖袌?。目前步進(jìn)電機僅用于小容量、低速、精度要不高的場合，如經(jīng)濟(jì)型數(shù)控；打印機、繪圖機等計算機的外部設(shè)備。三、直流伺服電機及驅(qū)動直流電機的工作原理是建立在電磁力定律基礎(chǔ)上的，電磁力的大小正比于電機中的氣隙磁場，直流電機的勵磁繞組所建立的磁場是電機的主磁場，按對勵磁繞組的勵磁方式不同，直流電機可分為：他激式、并激式、串激式、復(fù)激式、永磁式。20世紀(jì)80~90年代中期，永磁式直流伺服電機在NC機床中廣泛采用。直流伺服電機的特點：①過載倍數(shù)大，時間長；②具有大的轉(zhuǎn)矩/慣量比，電機的加速大，響應(yīng)快。③低速轉(zhuǎn)矩大，慣量大，可與絲桿直接相聯(lián)，省去了齒輪等傳動機構(gòu)?？商岣吡藱C床的加工精度。④調(diào)速范圍大，與高性能的速度控制單元組成速度控制系統(tǒng)時，調(diào)速范圍超過1∶2000。④帶有高精度的檢測元件(包括速度和轉(zhuǎn)子位置檢測元件)；⑤電機允許溫度可達(dá)150176?！?80℃，由于轉(zhuǎn)子溫度高，它可通過軸傳到機械上去，這會影響機床的精度⑥由于轉(zhuǎn)子慣性較大，因此電源裝置的容量以及機械傳動件等的剛度都需相應(yīng)增加。第三節(jié) 進(jìn)給伺服驅(qū)動系統(tǒng) ⑦電刷、維護(hù)不便四、交流伺服電機及驅(qū)動由于直流伺服電機具有優(yōu)良的調(diào)速性能，80年代初至90年代中，在要求調(diào)速性能較高的場合，直流伺服電機調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用一直占據(jù)主導(dǎo)地位。但其卻存在一些固有的缺點，即：⑴電刷和換向器易磨損，維護(hù)麻煩 ⑵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本高而交流伺服電機則沒有上述缺點。特別是在同樣體積下，交流伺服電機的輸出功率比直流電機提高10%～70%，且可達(dá)到的轉(zhuǎn)速比直流電機高。因此，人們一直在尋求交流電機調(diào)速方案來取代直流電機調(diào)速的方案。 交流伺服電機轉(zhuǎn)速 n 調(diào)速的理論基礎(chǔ)結(jié)論：交流伺服電機變頻調(diào)速的關(guān)鍵是要獲得可調(diào)頻調(diào) 壓的交流電源 調(diào)頻調(diào)壓電源的分類電壓型變頻器方案示意圖電壓型變頻器工作原理結(jié)論：變頻器實現(xiàn)變頻調(diào)壓的關(guān)鍵是逆變器控制端獲得要求的控制波形（如SPWM波）?？刂撇ㄐ蔚膶崿F(xiàn)方式（電機調(diào)速的控制方式）： ⑴相位控制； ⑵矢量變換控制； ⑶PWM控制； ⑷磁場控制；第四節(jié) 典型進(jìn)給伺服系統(tǒng)(位置控制)一、開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)(OpenLoop System)不帶位置測量反饋裝置的系統(tǒng)； 驅(qū)動電機只能用步進(jìn)電機；主要用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控或普通機床的數(shù)控化改造步進(jìn)電機開環(huán)系統(tǒng)設(shè)計要解決的主要問題：①動力計算、②傳動計算、③驅(qū)動電路設(shè)計或選擇目的：傳動計算選擇合適的參數(shù)以滿足脈沖當(dāng)量d和進(jìn)給速度F的要求。圖中：f —脈沖頻率（HZ）α— 步距角（度）ZZ2 — 傳動齒輪齒數(shù) t — 螺距(mm)d — 脈沖當(dāng)量（mm）傳動比選擇：為了湊脈沖當(dāng)量dmm，也為了增大傳遞的扭矩，在步進(jìn)電機與絲桿之間，要增加一對齒輪傳動副，那么，傳動比i=Z1/Z2與α、d、t之間有如下關(guān)系：例： d = t = 6 mm α= 176。進(jìn)給速度F：一般步進(jìn)電機：若：δ= mm 則：若：δ= 則：因此，當(dāng)一定時，與δ成正比，故我們在談到步進(jìn)電機開環(huán)系統(tǒng)的最高速度時，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。 概述影響步進(jìn)電機開環(huán)系統(tǒng)傳動精度的因素： ⑴步進(jìn)電機的步距角精度； ⑵機械傳動部件的精度；⑶絲桿等機械傳動部件、支承的傳動間隙； ⑷傳動件和支承件的變形。提高步進(jìn)電機開環(huán)系統(tǒng)傳動精度的措施⑴適當(dāng)提高系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)的精度； ⑵采取各種精度補償措施。傳動間隙補償在整個行程范圍內(nèi)測量傳動機構(gòu)傳動間隙，取其平均值存放在數(shù)控系統(tǒng)中的間隙補償單元，當(dāng)進(jìn)給系統(tǒng)反向運動時，數(shù)控系統(tǒng)自動將補償值加到進(jìn)給指令中，從而達(dá)到補償目的。螺矩誤差補償滾珠絲桿在數(shù)控機床應(yīng)用廣泛，雖然滾珠絲桿精度較高，但是總不可做的絕對精確，總是將其精度控制在一定的范圍內(nèi)的，也就是它的螺距總是存在著一定的誤差的，利用計算機的運算處理能力，可以補償滾珠絲杠的螺矩累積誤差，以提高進(jìn)給位移精度。方法：首先測量出進(jìn)給絲框螺距誤差曲線(規(guī)律)，然后可采用下列兩種方法實現(xiàn)誤差補償：硬件補償、軟件補償。二、閉環(huán)、半閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng) 按系統(tǒng)的控制信號類型分：模擬型系統(tǒng)、數(shù)字型系統(tǒng)、模擬型系統(tǒng)： 特征：這類系統(tǒng)全部采用模擬元件構(gòu)成；其輸入（控制）信號、輸出的位置、速度信號也是模擬量；速度和位置檢測元也是模擬式的。特點：⑴抗干擾能力強，一般不會因峰值誤差導(dǎo)致致命的誤動作。⑵可用常規(guī)儀器儀表（示波器，萬用表等）直接讀取信息，易于隨時把握系統(tǒng)工作的基本情況。⑶對弱信號信噪分離困難，控制精度的提高受到限制。⑷在零點附近容易受到溫度漂移的影響，使位置控制產(chǎn)生漂移誤差。⑸位置、速度調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)調(diào)整困難，適應(yīng)負(fù)載變化的能力較差。模擬系統(tǒng)這種本質(zhì)缺陷，使它很難滿足高精度位置伺服控制的要求，目前已逐漸被數(shù)字伺服系統(tǒng)所取代。數(shù)字型系統(tǒng)：特征：這類系統(tǒng)是指至少其位置環(huán)控制與調(diào)節(jié)采用數(shù)字控制技術(shù)，即位置指令和反饋信號都不再是模擬信號 改用數(shù)字信號（邏輯電平脈沖信號）的系統(tǒng)。特點：⑴可以通過增加數(shù)字信息的字長，來滿足要求的控制精度。⑵對邏輯電以下的漂移、噪聲不予晌應(yīng)，零點定位精度可以得到充分保證。⑶容易對其結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行修改（根據(jù)控制要求），且易于與計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。⑷噪聲峰值大于邏輯電平時，對數(shù)據(jù)的最高位和最低位的干擾出錯程序是相同的，這種錯誤可能導(dǎo)致系統(tǒng)致命的危害。⑸傳送數(shù)據(jù)的數(shù)字電路要求具有很寬的頻帶。以保證脈沖上、下降沿有足夠的陡峭度。抑制干擾、防止數(shù)據(jù)出錯，是數(shù)字伺服系統(tǒng)設(shè)計成功的關(guān)鍵 全硬件伺服系統(tǒng)全硬件伺服系統(tǒng)又稱脈沖比較伺服系統(tǒng)，其典型的組成方式如圖所示構(gòu)成：該系統(tǒng)中，位置閉環(huán)的控制與調(diào)節(jié)運算主要由偏差計數(shù)器（一般為可逆計數(shù)器）和D/A完成。柔性差：系統(tǒng)全由硬件構(gòu)成，使得它的各調(diào)節(jié)器參數(shù)在機電聯(lián)調(diào)整定后就固定下來了，不易改變，這對負(fù)載慣量變化不大的位置伺服系統(tǒng)（如車床刀架進(jìn)給控制），可