數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)概述-wenkub
2023-01-19 16:53:08 本頁(yè)面
【正文】 組輪流通電。 磁極拉住 4齒，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn) 過15?。BB39。 C39。 磁極拉住 3齒，B、 B39。 C39。BB39。(一個(gè)齒距角 )。 按 A?B ?C ?A ? …… 的順序給三相繞組輪流通電，轉(zhuǎn)子便一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)起來。1 C39。 C39。氣隙產(chǎn)生以 AA為軸線的磁場(chǎng)，而磁力線總是力圖從磁阻最小的路徑通過，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子受到一個(gè)反應(yīng)轉(zhuǎn)矩，在此轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子必然轉(zhuǎn)到左圖所示位置： 3齒與 A、A′極對(duì)齊。14CA39。按結(jié)構(gòu)分：?jiǎn)味问剑◤较蚴剑?、多段式（軸向式）；216。 在無脈沖輸入時(shí)，步進(jìn)電機(jī)在繞組電源激勵(lì)下，氣隙磁場(chǎng)能使轉(zhuǎn)子保持原有的位置而處于定位狀態(tài)。每一步所轉(zhuǎn)過的角度叫做步距角。11 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械角位移的電磁機(jī)械裝置。10 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)流行于上世紀(jì) 70年代，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制容易、維修方便，且控制為全數(shù)字化。 （ 7）慣性匹配 移動(dòng)部件加速和降速時(shí)都有較大的慣量，由于要求系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能好，因而電動(dòng)機(jī)的慣量要與移動(dòng)部件的慣量匹配?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床，通常是伺服電動(dòng)機(jī)與絲杠直聯(lián)，沒有降速齒輪，這就要求進(jìn)給電動(dòng)機(jī)能輸出較大的轉(zhuǎn)矩。除去滾珠絲杠和降速齒輪的降速作用。穩(wěn)定性是保證數(shù)控機(jī)床正常工作的條件，直接影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度。一般要求定位精度達(dá)到 ～ ；高檔設(shè)備的定位精度要求達(dá)到 。 電液伺服控制系統(tǒng)216。2216。第六章 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng) 概述 開環(huán)控制系統(tǒng)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 閉環(huán)伺服系統(tǒng)與反饋比較形式 直流伺服電機(jī)與調(diào)速系統(tǒng) 交流伺服電機(jī)與主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1 概述 伺服系統(tǒng)的分類 數(shù)控伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)（ M）、驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制轉(zhuǎn)換電路、電力電子驅(qū)動(dòng)放大模塊、電流調(diào)解單元、速度調(diào)解單元、位置調(diào)解單元和相應(yīng)的檢測(cè)裝置（如光電脈沖編碼器 G）等組成。 開環(huán)伺服系統(tǒng)216。 電氣伺服控制系統(tǒng)（ 2）按使用的執(zhí)行元件分類216。速度控制要求在負(fù)載變化時(shí)有較強(qiáng)的抗擾動(dòng)能力，以保證速度恒定。6 （ 3）響應(yīng)快速 為了提高生產(chǎn)率，保證加工精度要求伺服系統(tǒng)有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快。伺服電動(dòng)機(jī)要有更寬的調(diào)速范圍。對(duì)于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)主要是速度和位置控制。通常要求電動(dòng)機(jī)的慣量不小于移動(dòng)部件慣量。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，除功率驅(qū)動(dòng)電路之外，其它部分均可由軟件實(shí)現(xiàn)，從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。由于所用電源是脈沖電源，所以也稱為脈沖馬達(dá)。 12 步進(jìn)電機(jī)的角位移量和輸入的脈沖數(shù)成正比。13步進(jìn)電機(jī)的分類216。按使用場(chǎng)合分：功率步進(jìn)電機(jī)和控制步進(jìn)電機(jī)；216。BB39。“ 三相 ” 指三相步進(jìn)電機(jī)； “ 單 ” 指每次只能一相繞組通電； “ 三拍 ” 指通電三次完成一個(gè)通電循環(huán)。A34 12 同理， B相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)轉(zhuǎn)過 30?角， 4齒和 B、 B180。342CA39。每一拍轉(zhuǎn)過 30176。2. 三相六拍三相六拍 按 A?AB ?B ?BC ?C ? CA的順序給三相繞組輪流通電。 C39。A34 12 A相通電， 轉(zhuǎn)子 3齒與 A、 A39。 磁極拉住 4齒，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 過 15?， 到達(dá)左圖所示位置。A34 12 B 相通電， 轉(zhuǎn)子 4齒與 B、 B180。 C39。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。每拍有兩相繞組同時(shí)通電 。A34 12BC通電34 12CA39。BB39。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。26 例 1： ? = , t = mm, α= 176。 影響步進(jìn)電機(jī)開環(huán)系統(tǒng)傳動(dòng)精度的因素：252。 傳動(dòng)件和支承件的變形。 采取各種精度補(bǔ)償措施。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。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。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。 (3) 完成指令信號(hào)與反饋信號(hào)相比較的比較器。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。 （ 3）工作臺(tái)正向運(yùn)動(dòng)，即有反饋脈沖 Pf+產(chǎn)生，當(dāng) Pf+＝１時(shí)，可逆計(jì)數(shù)器減１，此時(shí) Pe=Pc+－ Pf+=2－ 1＞ 0，伺服電動(dòng)機(jī)仍正轉(zhuǎn)，工作臺(tái)繼續(xù)正向進(jìn)給。 40 3. 脈沖比較器 (1)脈沖比較器概述 脈沖比較伺服系統(tǒng)是將 PC的脈沖符號(hào)與 Pf的脈沖符號(hào)相比較，得到脈沖偏差信號(hào) Pe。若加、減脈沖同時(shí)到來時(shí)，則由該電路保證先作加法計(jì)數(shù)，然后再作減法計(jì)數(shù)，這樣可保證兩路計(jì)數(shù)脈沖均不會(huì)丟失。如此時(shí)工作臺(tái)要做正向進(jìn)給，正向指令脈沖 Pc+出現(xiàn)，該脈沖經(jīng) A A A A4輸出，使可逆計(jì)數(shù)器 A13做加法計(jì)數(shù)。當(dāng)可逆計(jì)數(shù)器的內(nèi)容變?yōu)?0時(shí)，說明偏差值 Pe=0，即工作臺(tái)的實(shí)際位置等于指令要求的位移，進(jìn)給過程結(jié)束。如脈沖比較器輸入端同時(shí)出現(xiàn)指令脈沖和反饋脈沖，則 A A5的輸出同時(shí)為 0，使 A9輸出為 1，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 A A11有脈沖輸出。即使指令脈沖和反饋脈沖同時(shí)出現(xiàn)，也由硬件邏輯電路保證，先做加法計(jì)數(shù)，后做減法計(jì)數(shù)，保證了兩路的脈沖不會(huì)丟失。它主要由以下部分組成。 （ 4）將控制信號(hào)與反饋信號(hào)進(jìn)行比較，輸出與相位差成正比電壓信號(hào)的鑒相器。相位比較的實(shí)質(zhì)不是脈沖數(shù)量上的比較，而是脈沖相位之間的比較，如超前或滯后多少。 53 由于指令相位脈沖 的相位 和實(shí)際相位脈沖 的相位 均以基準(zhǔn)相位脈沖 的相位 為基準(zhǔn)，因此， 和 通過鑒相器即能獲得 超前 ，還是 超前 ，或兩者相等。 (3)隨著工作臺(tái)的正向移動(dòng)，有反饋信號(hào)產(chǎn)生，由此產(chǎn)生的實(shí)際相位 超前基準(zhǔn)相位 ，但 仍超前 ，經(jīng)鑒相器 ，速度控制信號(hào)仍
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