數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng) (2)-全文預(yù)覽
【正文】 行時(shí)，工作臺(tái)每經(jīng)過(guò)一個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)， CNC系統(tǒng)就加入補(bǔ)償量，補(bǔ)償螺距誤差。 黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 第二節(jié) 開環(huán)步進(jìn)式伺服系統(tǒng) 四 .提高步進(jìn)伺服系統(tǒng)精度的措施 傳動(dòng)元件的齒輪、絲杠制造裝配誤差使機(jī)械傳動(dòng)鏈在改變運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)方向時(shí)，最初若干個(gè)指令脈沖只能起到消除間隙的作用，造成步進(jìn)電機(jī)的空走，而工作臺(tái)無(wú)實(shí)際移動(dòng)，從而產(chǎn)生傳動(dòng)誤差。 分類： 硬件環(huán)形分配器和軟件環(huán)形分配器。 M f 第二節(jié) 開環(huán)步進(jìn)式伺服系統(tǒng) 黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 第二節(jié) 開環(huán)步進(jìn)式伺服系統(tǒng) 三 .步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制線路 ? 功能： 將具有一定頻率 f、一定數(shù)量 N和方向的進(jìn)給脈沖轉(zhuǎn)換成控制步進(jìn)電機(jī)各相定子繞組通電、斷電的電平信號(hào)變化頻率、變化次數(shù)和通斷電順序。其值遠(yuǎn)大于啟動(dòng)頻率，它也隨著電機(jī)所帶負(fù)載的性質(zhì)和大小而異，與驅(qū)動(dòng)電源也有很大關(guān)系。 黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 (2) 啟動(dòng)頻率 空載時(shí)，步進(jìn)電機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)突然起動(dòng)，并進(jìn)入不失步的正常運(yùn)行的最高頻率，稱為啟動(dòng)頻率或突跳頻率，加給步進(jìn)電機(jī)的指令脈沖頻率如大于啟動(dòng)頻率，就不能正常工作。 ／ 176。 ／ 176。例如，三相三拍， z＝ 40時(shí)， α ＝ 360176。 ? 三相定子磁極上的小齒在空間位置上依次錯(cuò)開 1/3齒距。這種控制方式叫三相單三拍方式， “ 單 ” 是指每次只有一相繞組通電， “ 三拍 ” 是指每三次換接為一個(gè)循環(huán)。 A B 定子 轉(zhuǎn)子 IA IB IC C 黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 第二節(jié) 開環(huán)步進(jìn)式伺服系統(tǒng) ： 假設(shè)轉(zhuǎn)子上有四個(gè)齒，當(dāng) A相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子 3齒被磁極 A產(chǎn)生的電磁引力吸引過(guò)去，使 3齒與 A相磁極對(duì)齊。但由于該系統(tǒng)沒(méi)有反饋檢測(cè)環(huán)節(jié)，精度主要由步進(jìn)電機(jī)來(lái)決定，速度也受到步進(jìn)電機(jī)性能的限制。 ? 在 80年代以后 ， 微機(jī)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展 ， 為 交流電機(jī)伺服系統(tǒng) 的調(diào)速控制提供了條件 ， 伺服系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逐漸取代了直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 。 黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 第一節(jié) 概述 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展概況 ? 在 50年代 ， 數(shù)控機(jī)床主要采用液壓驅(qū)動(dòng) ， 稱為 液壓伺服系統(tǒng) ，這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是剛性好 ， 時(shí)間常數(shù)小 。 直流電動(dòng)機(jī)具有電刷和機(jī)械換向器，限制了它向大容量、高電壓、高速度方向發(fā)展。 適用于中小型數(shù)控機(jī)床。 由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差難以消除。 精度高，其運(yùn)動(dòng)精度取決于檢測(cè)裝置的精度，與傳動(dòng)鏈的誤差無(wú)關(guān)。由于無(wú)位置檢測(cè)裝置，其精度取決于步進(jìn)電機(jī)的步距精度和工作頻率以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度。 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令脈沖經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)線路變換與放大，傳給步進(jìn)電機(jī)。反饋檢測(cè)元件分為速度反饋和位置反饋兩類，閉環(huán)伺服系統(tǒng)采用位置反饋元件將工作臺(tái)的實(shí)際位置檢測(cè)后反饋給比較環(huán)節(jié)，比較環(huán)節(jié)將指令信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行比較，以兩者的差值作為伺服系統(tǒng)的跟隨誤差，經(jīng)驅(qū)動(dòng)控制單元驅(qū)動(dòng)和控制執(zhí)行元件帶動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。 驅(qū)動(dòng)控制單元將進(jìn)給指令轉(zhuǎn)化為執(zhí)行元件所需要的信號(hào)形式 ， 執(zhí)行元件則將該信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的機(jī)械位移 。 系統(tǒng)可靠性好 數(shù)控機(jī)床的使用率很高，常常是 24h連續(xù)工作不停機(jī)，因而要求其工作可靠。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的插補(bǔ)時(shí)間都在 20ms以內(nèi)，在短時(shí)間內(nèi)指令變化一次，要求伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)、靜態(tài)誤差小，反向死區(qū)小，能頻繁啟、停和正、反向運(yùn)動(dòng)。 一般要求定位精度為 ， 高檔設(shè)備達(dá)到 以上 。 伺服系統(tǒng)既是數(shù)控機(jī)床控制器與刀具、主軸間的信息傳遞環(huán)節(jié)，又是能量放大與傳遞的環(huán)節(jié)，它的性能在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的性能。 數(shù)控伺服系統(tǒng)的作用 在于接受來(lái)自數(shù)控裝置的進(jìn)給脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)一定的信號(hào)變換及電壓、功率放大，驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并保證動(dòng)作的快速性和準(zhǔn)確性。 黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng) 第一節(jié) 概述 CNC裝置 伺服驅(qū)動(dòng)器 伺服電機(jī) 數(shù)控機(jī)床 黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 第一節(jié) 概述 一、數(shù)控機(jī)床對(duì)數(shù)控伺服系統(tǒng)的要求 精度高 由于伺服系統(tǒng)控制數(shù)控機(jī)床的速度和位移輸出 ， 為保證加工質(zhì)量 ， 要求它有足夠高的定位精度和重復(fù)定位精度 。它要求伺服系統(tǒng)跟隨指令信號(hào)不僅跟隨誤差小，而且響應(yīng)要快，穩(wěn)定性要好。在低速切削時(shí) ， 還要求伺服系統(tǒng)能輸出較大的轉(zhuǎn)距 。 黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 第一節(jié) 概述 執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)控制單元 必不可少 。 閉環(huán)（半閉環(huán)）伺服系統(tǒng) 由執(zhí)行元件、驅(qū)動(dòng)控制單元、機(jī)床以及反饋檢測(cè)元件、比較環(huán)節(jié)組成。 黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 第一節(jié) 概述 驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī) 工作臺(tái) 脈沖 (1) 開環(huán)伺服系統(tǒng) 開環(huán)伺服系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路組成，無(wú)位置檢測(cè)裝置。 開環(huán)伺服系統(tǒng)加工精度低。 利用 CNC裝置的指令值與位置檢測(cè)裝置的檢測(cè)值的差值進(jìn)行位置控制。 指令 伺服電機(jī) 速度檢測(cè) 速度控制 位置控制 位置檢測(cè) 黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 伺服電機(jī) 速度控制 位置控制 工作臺(tái) 脈沖編碼器 指令 第一節(jié) 概述 (3) 半閉環(huán)伺服系統(tǒng) 有位置檢測(cè)裝置，且裝在電機(jī)或絲杠的端頭，檢測(cè)角位移，間接獲得工作臺(tái)的位移。 半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，因此可獲得穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。 黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 第一節(jié)
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