數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)概述-文庫吧在線文庫
【正文】 小步距角三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)如圖所示。鐘轉(zhuǎn)f ———— 控制脈沖的頻率控制脈沖的頻率? 定子和轉(zhuǎn)子都分為 5段，呈軸向分布；有 16個齒均勻分布在圓周上，? 齒距 =360186。 多相通電時，步距誤差還和各相電流的大小、磁路性能等因素有關(guān)。步進(jìn)電機(jī)多相通電時的轉(zhuǎn)矩6543電機(jī)相數(shù)54321432132121同時通電 相數(shù)啟動轉(zhuǎn)矩 Mq當(dāng)電機(jī)所帶負(fù)載 MLMq時，電機(jī)可不失步的啟動。最高工作頻率：直線進(jìn)給系統(tǒng)已知：進(jìn)給系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 δmm； 步進(jìn)電機(jī)的步距角 α186。功能：從正向進(jìn)給方向的進(jìn)給脈沖指令中抵消相同數(shù)量的反方向補(bǔ)償脈沖。 是進(jìn)入步進(jìn)電機(jī)的工作脈沖，因此，經(jīng)過加法減速電路保證不會產(chǎn)生丟步。當(dāng)收到反向位移指令后，由間隙補(bǔ)償軟件或補(bǔ)償電路產(chǎn)生一定數(shù)量的補(bǔ)償脈沖，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動越過傳動間隙，然后再按指令脈沖使執(zhí)行部件作準(zhǔn)確的位移。Vs=n 直線式感應(yīng)同步器由定尺和滑尺組成（直線位移測量）旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器由定子和轉(zhuǎn)子組成。式中：1）透視光柵① 光源可垂直入射，信號幅度大，讀數(shù)頭結(jié)構(gòu) 可見：摩爾條紋可將原來的很小的柵距放大。例如： ω=， θ=，（ 3）莫爾條紋的移動規(guī)律與柵距之間的移動成如圖所示。該電路還將模擬位移轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。若 A相超前于 B相 采用絕對值編碼器就可以解決這個問題。 一、閉環(huán)伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件直流伺服電機(jī)（ 1）小慣量直流伺服電機(jī)特點(diǎn)：1）轉(zhuǎn)動慣量小，約為一般直流電機(jī)的 1/10。n 特點(diǎn)：n PWM 調(diào)速原理是利用脈寬調(diào)制器對大功率晶體管開關(guān)放大器的開關(guān)時間進(jìn)行控制，將直流電壓轉(zhuǎn)換成某一頻率的方波電壓，加到直流電機(jī) =δrPWM 調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)：? 頻帶寬：截止頻率高于晶閘管，系統(tǒng)有較高的工作頻率，其開關(guān)工作頻率多為 2kHz或5KHz。轉(zhuǎn)子慣量較直流電機(jī)小，動態(tài)響應(yīng)好，能在較寬的范圍內(nèi)產(chǎn)生理想的轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠。二、鑒相式伺服系統(tǒng)n 鑒相式伺服系統(tǒng)是采用相位比較方法實現(xiàn)位置閉環(huán)及半閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)。檢測元件及信號處理線路的作用是檢測工作臺的位移，并表達(dá)為基準(zhǔn)信號之間的相位差。（ 2）以直線式感應(yīng)同步器為測量元件的閉環(huán)伺服系統(tǒng)，與（ 1）的唯一區(qū)別是測量元件直接安裝在機(jī)床的工作臺。鑒幅式伺服系統(tǒng)是以位移檢測信號的幅值大小來反映機(jī)械位移的數(shù)值，并以此作為位置反饋信號與指令信號進(jìn)行比較構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。其作用是把檢波后輸出的電壓值變成相應(yīng)的脈沖序列，脈沖的方向用符號寄存器的輸出表示。? 采用減法計數(shù)器組成的線路b. 用一個脈沖乘法器，實質(zhì)上是將輸入的二c. Pc=直到 閉環(huán)伺服系統(tǒng)分析一般數(shù)控機(jī)床對位置伺服系統(tǒng)有如下要求：1) 定位速度和輪廓切削進(jìn)給速度。? K20的系統(tǒng)稱為高增益或硬伺服系統(tǒng)，應(yīng)用于輪廓加工系統(tǒng)。e值范圍有要求。不變時 ?偏小，曲線上升變陡。三、調(diào)速范圍? 單步點(diǎn)動作為一種輔助工作方式常在工作臺的調(diào)整中使用。? ? MTBF是指發(fā)生故障修理或更換零件還能繼續(xù)工作的可修復(fù)設(shè)備或系統(tǒng)，從一次故障到下一次故障的平均時間。1）靜態(tài)矩角特性4）啟動頻率愈大，系統(tǒng)的跟隨誤差小，但過大的 Kv會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最高進(jìn)給速度 Vmax /允許的跟隨誤差 e? 跟隨誤差 —— 輸入指令曲線與位置跟蹤響應(yīng)曲線之間存在的誤差。見圖 647。穩(wěn)態(tài)值?=tx0(t)采用非線性實現(xiàn)的動態(tài)響應(yīng)?=二、位置精度? 位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。,這些要求取決于伺服系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)特性。0≠0Pc0。根據(jù)功能可分為兩類：作用是對指令脈沖信號和反饋脈沖信號進(jìn)行比較。（ 2）電壓頻率轉(zhuǎn)換器n 常用的鑒相器有兩種：二極管鑒相器：它可以鑒別正弦信號之間的相位差；門電路型鑒相器：它對方波信號之間的相位差進(jìn)行鑒別三、鑒幅式伺服系統(tǒng)這兩路信號用它們與基準(zhǔn)信號之間的相位差表示，且同頻率、同周期。交流伺服電機(jī)特點(diǎn)：τ為 :4） 過載能力強(qiáng) 4）過載能力強(qiáng)，最大電磁轉(zhuǎn)矩可達(dá)額定值的 10倍。伺服系統(tǒng)對執(zhí)行元件有如下的要求：? 調(diào)速范圍寬且具有良好的穩(wěn)定性，尤其是低速運(yùn)行的穩(wěn)定性和均勻性。? 二進(jìn)制循環(huán)編碼：圖案的切換每次只有一位數(shù)，能把誤讀控制在一個數(shù)的單位內(nèi)，提高可靠性。；C相是一轉(zhuǎn)脈沖，產(chǎn)生機(jī)床的基準(zhǔn)點(diǎn)，又稱零點(diǎn)脈沖。它將轉(zhuǎn)角電脈沖，是一種常用的角位移傳感器。此外，還采用 20倍頻及其它倍頻線路。但刻線密度達(dá) 200線 /mm以上的細(xì)光柵刻線制造較困難，成本也高。若長光柵不動，指示光柵逆時鐘方向轉(zhuǎn)一個小角度（ +θ）， 然后向左移動，則莫爾條紋向上移動；反之，當(dāng)指示光柵向右移動，條紋向下移動。莫爾條紋的寬度 W c=10mm，其放大倍數(shù)相當(dāng)于 1000倍，從而減化了放大電路。ω—— 柵距； 按形狀分：（ 2）光柵位置檢測裝置的結(jié)構(gòu)光柵系統(tǒng)的精度主要取決于光柵的制造精度，即光光柵系統(tǒng)的精度主要取決于光柵的制造精度，即光柵任意兩點(diǎn)間的誤差柵任意兩點(diǎn)間的誤差 ———— 累積誤差。② 每毫米上的線紋數(shù)多。VB=KVScos?=n D點(diǎn)表示兩繞組錯開 3/4節(jié)距，感應(yīng)電勢再次變?yōu)榱?。sinθsinωtK： 電磁耦合系數(shù) 絕對式測量和 閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床的加工精度主要取決于 檢測系統(tǒng)的精度。換句話說，采用十細(xì)分線路后，在進(jìn)給 速度 不變的情況下，可使脈沖當(dāng)量縮小到原來的 1/10.第三節(jié) 提高步進(jìn)伺服系統(tǒng)精度的措施（ 1）傳動間隙補(bǔ)償由環(huán)形分配器輸出的脈沖功率很小 (只有幾十毫安 )，不能直接驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)的繞組，需進(jìn)行功率放大，使脈沖電流達(dá) 1~10A才行。設(shè)計環(huán)形分配器時，先確定步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)。,fa=fb（ 2）加減脈沖分配電路1）為了求得所需的脈沖當(dāng)量；2）滿足結(jié)構(gòu)要求和增大轉(zhuǎn)矩的作用。輸出的轉(zhuǎn)矩 —— 頻率特性Md()f(Hz)在步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，若輸入脈沖的頻率逐漸增加，則電機(jī)所能帶動的負(fù)載轉(zhuǎn)矩將逐漸下降。各相繞組單相通電的矩角特性不能相差太大。定子繞組相數(shù)BF： 反應(yīng)式BGY： 混合式電動機(jī)外徑（單位： mm）步進(jìn)電機(jī)工作特點(diǎn)：1）步進(jìn)電機(jī)受脈沖電流的控制，轉(zhuǎn)子的角位移和角速度與輸入脈沖的數(shù)量和脈沖頻率成正比，改變相的通電順序可以改變步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；2）步進(jìn)電機(jī)有自整角能力，不需機(jī)械
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