數(shù)控系統(tǒng)及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-05-28 06:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng) ☆ 位置檢測(cè)元件安裝在電動(dòng)機(jī)軸上或絲杠上，用以精確控制電機(jī)的角度，為間接測(cè)量； ☆坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈有一部分在位置閉環(huán)以外，其傳動(dòng)誤差沒有得到系統(tǒng)的補(bǔ)償； ☆半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度低于閉環(huán)系統(tǒng)。 ☆適用于精度要求適中的中小型數(shù)控機(jī)床。 閉環(huán)伺服系統(tǒng) ☆ 閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置檢測(cè)裝置安裝在機(jī)床的工作臺(tái)上； ☆ 檢測(cè)裝置構(gòu)成閉環(huán)位置控制 。 ☆ 閉環(huán)方式被大量用在精度要求較高的大型數(shù)控機(jī)床上 。 數(shù)控技術(shù) 第五章 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 167。 51 概述 167。 52 檢測(cè)裝置 167。 53 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 167。 54 伺服電機(jī)及其速度控制 167。 55 主軸驅(qū)動(dòng) 167。 56 位置控制 伺服系統(tǒng)（ Servo System) CNC系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 檢測(cè)裝置 控制信號(hào) 反饋信號(hào) 光柵尺 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 167。 53 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要用于開環(huán)位置控制系統(tǒng)。它由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組成，沒有反饋環(huán)節(jié)。 這種系統(tǒng)較簡單，控制較容易，維修也較方便，而且為全數(shù)字化控制。 由于開環(huán)系統(tǒng)精度不高，且步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的功率和速度不高，因此步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)僅用于小容量、加工速度低、脈沖當(dāng)量和精度不太高的場(chǎng)合，如經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和電加工機(jī)床、計(jì)算機(jī)的打印機(jī)、繪圖儀等設(shè)備。 2. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制原理 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的控制電動(dòng)機(jī)。 ? 位移量的控制 向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)送一個(gè)控制脈沖，其轉(zhuǎn)軸就轉(zhuǎn)過一個(gè)角度或移動(dòng)一個(gè)直線位移，稱為一步；脈沖數(shù)增加，角位移 (或線位移 )隨之增加，即 脈沖數(shù)決定位移量。 ? 進(jìn)給速度的控制 脈沖頻率高，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就高，反之則低，即 脈沖頻率決定進(jìn)給速度。 ? 運(yùn)動(dòng)方向的控制 改變分配脈沖的相序，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，從而改變運(yùn)動(dòng)方向。 與一般交流和直流電動(dòng)機(jī)所不同的是，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定子繞組所加的電源形式為脈沖電壓，而不是正弦電壓或者恒定直流電壓。 （ 2）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理 按電磁吸引的原理工作的。 必須抓住兩點(diǎn)： ? 磁力線力圖走磁阻最小的路徑，從而產(chǎn)生反應(yīng)力矩 ? 各相定子齒之間彼此錯(cuò)齒 1/m齒距， m為相數(shù) 幾個(gè)概念的含義： “拍” —— 定子相繞組每改變一次 通電狀態(tài)，稱為“一拍”。 “單” —— 指只有一相繞組通電。 “雙” —— 指有兩相繞組同時(shí)通電。 ① “單三拍”供電方式的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理： ? 第一拍： A相勵(lì)磁繞組通電， B、 C相勵(lì)磁繞組斷電。 A相定子磁極的電磁力要使相鄰轉(zhuǎn)子齒與其對(duì)齊 (使磁阻最小 )， B相和 C相定、轉(zhuǎn)子錯(cuò)齒分別為 1/3齒距 (3176。 )和 2/3齒距 (6176。 )。 ? 第二拍： B相繞組通電， A、 C相繞組斷電。電磁反應(yīng)力矩使轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng) 3176。 ，與 B相的定子齒對(duì)齊，此時(shí) A、 C相的定、轉(zhuǎn)子齒互相錯(cuò)開。 ? 第三拍： C相繞組通電， A、 B相繞組斷電。電磁反應(yīng)力距又使轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)了 3176。 ，與 C相定子齒對(duì)齊，同時(shí) A相、 B相定、轉(zhuǎn)子齒錯(cuò)開 重復(fù)通電順序， A B C A …… ? 單三拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn) 若定子繞組通電順序?yàn)?A C B A …… ，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子就逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)起來，其步距角仍為 3176。 。 ? 單三拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 重復(fù)單三拍的通電順序， A B C A …… ，步進(jìn)電機(jī)就順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)起來，對(duì)應(yīng)每個(gè)指令脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一固定角度 3176。 (步距角 ) 。 ?單三拍通電控制方式的缺點(diǎn) 由于每拍只有一相繞組通電，在切換瞬間可能失去自鎖力矩，容易失步。而且，只有一相繞組通電吸引轉(zhuǎn)子，易在平衡位置附近產(chǎn)生振蕩。因此，單三拍通電控制方式，工作穩(wěn)定性差，一般較少采用。 若定子繞組的通電順序?yàn)? AB BC CA AB …… ， 則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 ② 雙三拍工作方式 采用雙三拍通電控制方式，能克服單三拍工作的缺點(diǎn)。 若定子繞組的通電順序?yàn)? AB BC CA AB ……，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從一個(gè)磁場(chǎng)最強(qiáng)處走到了另一個(gè)磁場(chǎng)最強(qiáng)處，故其步距角仍為 3176。 。 若通電順序?yàn)椋?A AC C BC B AB
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