數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)與監(jiān)測(cè)講義-全文預(yù)覽
【正文】 1/4。 3) 吸收振動(dòng) 具有良好的阻尼性。 TurciteB自潤(rùn)滑復(fù)合材料是在聚四氟乙烯中填充 50%的青銅粉，據(jù)稱還加有二硫化鉬、玻璃纖維和氧化物制成帶狀復(fù)合材料。起動(dòng)和運(yùn)行頻率得到較大的提高。為了彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)，常采用高低壓切換型電源。v 在單一電壓型電源中，可以在繞組回路中串聯(lián)一個(gè)電阻 R0，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的電流增長(zhǎng)的時(shí)間常數(shù)變小，為 Ti=Lm/R+Ro (67)v這樣，電流波形的上升沿變陡，消耗了一部分功率。v 當(dāng)繞組斷電，存儲(chǔ)于繞組中的勢(shì)能將以直線形式釋放出來(lái)，電流按指數(shù)規(guī)律下降，其時(shí)間常數(shù)為 Tu=Lm/Rd (66) 式中 Rd—— 放電回路電阻，它包括繞組，續(xù)流二級(jí)管正相電阻等v 這使得繞組中電流只能緩慢的增加和下降，即電流波形有不陡的前沿和后沿。雖然軟件脈沖分配增加了編程的復(fù)雜程度，但它省去了環(huán)形脈沖分配器，系統(tǒng)減少了器件，降低了成本，也提高了系統(tǒng)的可靠性。v 出口： R7：子程序結(jié)束時(shí)電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)，供下次調(diào)用時(shí)參考。計(jì)算機(jī)的 P1口按從表頭開(kāi)始逐步加 1的順序變化，電動(dòng)機(jī)正相旋轉(zhuǎn)，如果按從 TAB5，逐步減 1的順序變化，電動(dòng)機(jī)則反轉(zhuǎn)。當(dāng)采用三相六拍方式時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的通常順序?yàn)?AABBBCCCAA；電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的順序?yàn)?AACCCBBBAA。v這兩種脈沖分配器的工作方式基本相同，當(dāng)各個(gè)引腳連接好之后，主要通過(guò)一個(gè)脈沖輸入端，控制步進(jìn)的速度；一個(gè)輸入端控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向；并有與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相數(shù)相同數(shù)目的輸出端分別控制電動(dòng)機(jī)的各相。目前已經(jīng)有很多可靠性高、尺寸小、使用方便的脈沖分配器供選擇。fmax=7000。**5000/2**。v設(shè)選用的徚進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步矩角 θs=176。 應(yīng)用舉例v下面舉一個(gè)模擬工作臺(tái)的例子。 （ 3）低頻共振 當(dāng)脈沖頻率介于及低頻和高頻之間，容易接近于電動(dòng)機(jī)本身的振蕩頻率，這時(shí)電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，甚至失步無(wú)法工作。一般電動(dòng)機(jī)由一個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)變化到另一個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子要在新的穩(wěn)定點(diǎn)附近來(lái)回振蕩若干次，最后才穩(wěn)定下來(lái)。因此步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常采用升降速控制，起停時(shí)頻率降低，正常運(yùn)行時(shí)，頻率升高。在有負(fù)載情況下，不失步起動(dòng)所允許的最高頻率將大大降低。v根據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)、拍數(shù)選取起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，見(jiàn)表 63。表 62 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)多相通電時(shí)的轉(zhuǎn)矩步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相數(shù) 3 4 5同時(shí)通電相數(shù) 1 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4合成轉(zhuǎn)矩/Tmax 1 1 1 1 1 1 2 (2)最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tq 圖 66表示三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩角特性，圖中相連兩個(gè)矩角 性的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tq，它代表步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單相勵(lì)磁時(shí)所能代動(dòng)的極限轉(zhuǎn)矩。v 顯然，當(dāng)轉(zhuǎn)子加上負(fù)載后，其負(fù)載靜穩(wěn)定區(qū)在 Л/2Ｏ＜ θ＜ Л/2之間。 最大靜轉(zhuǎn)矩 Tmax與起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tq (1)最大靜轉(zhuǎn)矩 Tmax 當(dāng)定子一相繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子在 Л到 Л之間任何一個(gè)位置停留，當(dāng)定子通電后，轉(zhuǎn)子與定子齒都會(huì)對(duì)準(zhǔn)，回到初始平衡位置；所以把空載靜穩(wěn)定區(qū)定為 Л到 Л之間。 在圖 62所示的三相 (A、 B、 C)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，Zr=4,齒距角 Ot=90。它的定子和轉(zhuǎn)子鐵心通常由硅鋼片疊成。混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理具有反應(yīng)式和永磁式兩種電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，在同樣的勵(lì)磁電流下，它可以產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)矩。v 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有精度高，慣性小的特點(diǎn)，對(duì)各種干擾因素不敏感，誤差不會(huì)長(zhǎng)期積累，轉(zhuǎn)過(guò) 360176。交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)是以異步電動(dòng)機(jī)和永磁同步電動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)的交流電動(dòng)機(jī)，而所采用的異步電動(dòng)機(jī)多為批量生產(chǎn)的普通結(jié)構(gòu)形式的異步電動(dòng)機(jī)，可以預(yù)見(jiàn)，交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)將是最有發(fā)展前途的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置。v 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)用的伺服電動(dòng)機(jī)主要有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，直流和交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)。為適應(yīng)加工要求對(duì)伺服系統(tǒng)要求低速大轉(zhuǎn)矩。v 對(duì)一般的數(shù)控機(jī)床而言，進(jìn)給伺服系統(tǒng)的調(diào)速范圍 Rn為 1:24000就足夠了，即在 1~24000mm/min調(diào)速范圍內(nèi)速度能夠均衡、穩(wěn)定、無(wú)爬行地工作。 伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的精確程度。v 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的性能。電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件A相、 B相C相、 …f、 nCNC插補(bǔ)指令脈沖頻率 f脈沖個(gè)數(shù) n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大v 如果在電動(dòng)機(jī)軸或絲桿上安裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器反饋轉(zhuǎn)角的變化，則系統(tǒng)變成了半閉環(huán)系統(tǒng)。v 開(kāi)環(huán)控制只有從發(fā)出的位置指令輸入到最后的位置輸出的前向通道控制，而沒(méi)有測(cè)量實(shí)際位置輸出的反饋通道。驅(qū)動(dòng)裝置由驅(qū)動(dòng)部件和速度控制單元組成。數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)與監(jiān)測(cè)第一節(jié) 概述 一 、 伺服系統(tǒng)的概念v 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)是以機(jī)械位移為直節(jié)控制目標(biāo)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，也可稱為位置隨動(dòng)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為伺服系統(tǒng)。v CNC裝置是數(shù)控機(jī)床發(fā)布命令的 “大腦 ”，而伺服驅(qū)動(dòng)則為數(shù)控機(jī)床的 “四肢 ”，是一種 “執(zhí)行機(jī)構(gòu) ”，它能夠準(zhǔn)確的執(zhí)行來(lái)自 CNC裝置的運(yùn)動(dòng)指令。它實(shí)際上是指伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)位置伺服控制的三種方式。此外，它的速度低，低速平穩(wěn)性差，效率也較低。檢測(cè)元件通常為直線感應(yīng)同步器和光柵等直線行位檢元件，安裝在最終的移動(dòng)目標(biāo)工作臺(tái)上。位置控制調(diào)節(jié)器 速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測(cè)與反饋單元位置控制單元 速度控制單元++ 電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋 二 、 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求v 數(shù)控機(jī)床完成各種不同的加工任務(wù)，對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求也不盡相同，可概括為以下幾點(diǎn)要求。 調(diào)速范圍 Rn為 Rn=nmax/nmin
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