數(shù)控系統(tǒng)及伺服驅(qū)動系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-05-28 06:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng) ☆ 位置檢測元件安裝在電動機軸上或絲杠上，用以精確控制電機的角度，為間接測量； ☆坐標運動的傳動鏈有一部分在位置閉環(huán)以外，其傳動誤差沒有得到系統(tǒng)的補償； ☆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)控機床。 閉環(huán)伺服系統(tǒng) ☆ 閉環(huán)伺服系統(tǒng)的位置檢測裝置安裝在機床的工作臺上； ☆ 檢測裝置構(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)控機床上 。 數(shù)控技術(shù) 第五章 伺服驅(qū)動系統(tǒng) 167。 51 概述 167。 52 檢測裝置 167。 53 步進電動機及其驅(qū)動系統(tǒng) 167。 54 伺服電機及其速度控制 167。 55 主軸驅(qū)動 167。 56 位置控制 伺服系統(tǒng)（ Servo System) CNC系統(tǒng) 驅(qū)動電機 檢測裝置 控制信號 反饋信號 光柵尺 伺服驅(qū)動系統(tǒng) 167。 53 步進電動機及其驅(qū)動系統(tǒng) 步進電動機主要用于開環(huán)位置控制系統(tǒng)。它由步進電動機驅(qū)動電源和步進電動機組成，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，且步進電動機的功率和速度不高，因此步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)僅用于小容量、加工速度低、脈沖當量和精度不太高的場合，如經(jīng)濟型數(shù)控機床和電加工機床、計算機的打印機、繪圖儀等設(shè)備。 2. 步進電動機的控制原理 步進電動機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的控制電動機。 ? 位移量的控制 向步進電動機送一個控制脈沖，其轉(zhuǎn)軸就轉(zhuǎn)過一個角度或移動一個直線位移，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。 ? 進給速度的控制 脈沖頻率高，則步進電動機的旋轉(zhuǎn)速度就高，反之則低，即 脈沖頻率決定進給速度。 ? 運動方向的控制 改變分配脈沖的相序，實現(xiàn)步進電動機的正、反轉(zhuǎn)，從而改變運動方向。 與一般交流和直流電動機所不同的是，步進電動機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）步進電動機的工作原理 按電磁吸引的原理工作的。 必須抓住兩點： ? 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齒 1/m齒距， m為相數(shù) 幾個概念的含義： “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” —— 指有兩相繞組同時通電。 ① “單三拍”供電方式的步進電動機的工作原理： ? 第一拍： A相勵磁繞組通電， B、 C相勵磁繞組斷電。 A相定子磁極的電磁力要使相鄰轉(zhuǎn)子齒與其對齊 (使磁阻最小 )， B相和 C相定、轉(zhuǎn)子錯齒分別為 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)子順時針方向轉(zhuǎn)動 3176。 ，與 B相的定子齒對齊，此時 A、 C相的定、轉(zhuǎn)子齒互相錯開。 ? 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)子順時針方向轉(zhuǎn)動了 3176。 ，與 C相定子齒對齊，同時 A相、 B相定、轉(zhuǎn)子齒錯開 重復通電順序， A B C A …… ? 單三拍步進電動機的反轉(zhuǎn) 若定子繞組通電順序為 A C B A …… ，則電動機轉(zhuǎn)子就逆時針方向旋轉(zhuǎn)起來，其步距角仍為 3176。 。 ? 單三拍步進電動機的步距角 重復單三拍的通電順序， A B C A …… ，步進電機就順時針方向旋轉(zhuǎn)起來，對應(yīng)每個指令脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一固定角度 3176。 (步距角 ) 。 ?單三拍通電控制方式的缺點 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為 AB BC CA AB …… ， 則步進電動機的轉(zhuǎn)子就逆時針方向轉(zhuǎn)動。 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。 若定子繞組的通電順序為 AB BC CA AB ……，則步進電動機的轉(zhuǎn)子就順時針方向轉(zhuǎn)動，從一個磁場最強處走到了另一個磁場最強處，故其步距角仍為 3176。 。 若通電順序為： A AC C BC B AB
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