伺服系統(tǒng)技術(shù)-資料下載頁
2024-10-09 15:43本頁面
【正文】 杠副傳動： 滾珠絲杠副的軸向間隙產(chǎn)生誤差，而且由于綜合拉壓 剛度不足，會產(chǎn)生傳動誤差； ? 其它傳動裝置： 聯(lián)軸器、齒型帶傳動和諧波齒輪傳動等都會對系統(tǒng)造成 傳動誤差。 機械校正： 提高機械裝置自身的精度，減少誤差，如消隙、減少等效轉(zhuǎn) 動慣量、提高傳動剛度、提高固有頻率等； 電子校正： ?反向死區(qū)補償： 利用反向死區(qū)補償電路調(diào)整撥碼開關(guān)進行補償，補償電路 電路具有自動判斷方向的改變，并在反向時發(fā)出補償命令的功能，補償脈 沖可以達到幾百個。 例 : 測量得到的反向死區(qū)誤差為 ，系統(tǒng)的脈沖當量為 , 試問撥碼開關(guān)應(yīng)預(yù)置到哪一檔才能實現(xiàn)死區(qū)的補償？ ?數(shù)字仿真誤差校正： 預(yù)先將誤差的數(shù)學(xué)模型輸入計算機，計算機一邊輸出工作指令，一方面計算誤差，輸出校正指令，形成附加運動，用以校正位移誤差。 ?反饋補償誤差校正： 采用反饋補償型的開環(huán)控制系統(tǒng)減小系統(tǒng)的誤差，提高精度。 ?撥碼開關(guān)應(yīng)預(yù)置到 3檔，消除誤差為 3*= 反饋補償型的開環(huán)控制系統(tǒng)原理如下： 步進 電機 M 驅(qū)動器 指令 脈沖 混合器 脈沖 補償 感應(yīng)同步器 測試器 e=s機 s電 補償脈沖 四、閉環(huán)伺服機械系統(tǒng)設(shè)計計算 ?采用步進細分電路校正誤差： 實質(zhì)上是減小了步進電機的步距角即角脈沖當量，使轉(zhuǎn)子達到新穩(wěn)定點時的動能減小，振動減小，精度提高，特別是提高了低速時的平滑性。 選擇伺服電機類型 交流伺服電機和直流伺服電機各有其有特點，根據(jù)系統(tǒng)要求確定，對于伺服 進給系統(tǒng)而言，要求伺服電機具有： ?調(diào)速范圍寬且穩(wěn)定，速比大，低速（ ）時 ,速度穩(wěn)定性仍好； ?負載特性硬（受負載沖擊，速度穩(wěn)定性好），過載能力強； ?響應(yīng)速度快，從零轉(zhuǎn)速到 1500r/min，時間在 ，角加速度達 400rad/s2 ?能夠頻繁啟動、制動、反轉(zhuǎn)、加減速等。 國外伺服電機品牌： 德國： SIEMENS公司、 INDRAMAL公司等 美國： AB公司、 PARKER公司 法國： ALSTHOM公司 國內(nèi)伺服電機生產(chǎn)廠家較多，集中在華東和華南地區(qū) 選擇導(dǎo)軌種類，確定阻尼比 由實驗可得到各種導(dǎo)軌的等價阻尼比，同時考慮系統(tǒng)的速度、穩(wěn)定性、 潤滑、材料等。 靜壓導(dǎo)軌： 滑動導(dǎo)軌： 滾動導(dǎo)軌： 確定系統(tǒng)增益 k 和機械傳動鏈的固有頻率 n?根據(jù)控制精度及系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，一般取 k= 8— 15/s 由系統(tǒng)增益和導(dǎo)軌阻尼比，初步確定滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性要求所需的機械傳 動鏈固有頻率 為： n??? 2kn ??阻尼比 ?五、絲杠工作臺的簡化模型 設(shè)計伺服機械傳動系統(tǒng)并校驗 這一環(huán)節(jié)的計算與開環(huán)系統(tǒng)類似，主要包括： ?機械傳動方案選擇； ?初選絲杠直徑； ?計算總傳動比； ?計算等效轉(zhuǎn)動慣量，并驗算慣量匹配； ?計算傳動系統(tǒng)綜合拉壓剛度，并計算固有頻率，校驗是否滿足系統(tǒng)對 固有頻率的要求。 計算出某項不符合要求時，重新設(shè)計計算。 絲杠工作臺縱振（水平方向）系統(tǒng)可以簡化為下圖所示的動力學(xué)模型，即 彈簧質(zhì)量阻尼系統(tǒng)。 圖示 絲杠工作臺系統(tǒng)的動力學(xué)模型 m K x c y 動力學(xué)平衡方程為 : 0)(22???? xykdtdycdtdym式中 : m 是絲杠工作臺的等效集中質(zhì)量 21 31 mmm ??c 是絲杠工作臺導(dǎo)軌的粘性阻尼系數(shù) k 是絲杠螺母機構(gòu)的綜合拉壓剛度 y 是工作臺的實際位移 x 是電機轉(zhuǎn)角折算到工作臺的等效位移，即指令位移 對上式拉氏變換 ,得系統(tǒng)傳遞函數(shù) : kcsmsksXsYsG???? 2)()()(化簡成二階系統(tǒng)的標準形式為 : 2222)( nnnsssG ????????令 mkn ?2?mcn ???2mkn ??mkc2??n??為絲杠工作臺系統(tǒng)的固有頻率 為系統(tǒng)縱向振動阻尼比 (即粘性阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比 ) 影響系統(tǒng)動特性的主要參數(shù)是 和 ，由 k、 m、 c 決定。 n? ?練習(xí)： 某開環(huán)數(shù)控車床的伺服進給系統(tǒng)，已知：工作臺質(zhì)量 m=300kg,導(dǎo)軌的摩 擦系數(shù) u=，最大軸向載荷 Fmax=500kgf；絲杠的導(dǎo)程 p=6mm,公稱直徑 d=45mm, 螺旋升角 ,摩擦系數(shù) ,絲杠總長度 L=，兩端最大支承 長度 l=，支承軸向剛度 ，絲杠螺母間的接觸剛度為 ；選定四相反應(yīng)式步進電機，其步距角 ，最大靜 轉(zhuǎn)矩 ，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量 。 要求系統(tǒng)脈沖當量 ，空載啟動時間 ，最 大進給速度 ，試對系統(tǒng)進行以下設(shè)計驗算： 計算減速傳動比 i，并分配傳動比； 等效轉(zhuǎn)動慣量計算，并驗算慣量匹配（計算齒輪轉(zhuǎn)動慣量時，選定齒輪 模數(shù) m=2mm,齒寬 b=20mm, ）； 快速空載啟動時電機軸的力矩和在最大載荷作用下所需的力矩； 傳動系統(tǒng)的綜合拉壓剛度 Kmin( 取彈性模量 E=210GPa)。 系統(tǒng)固有頻率 。 絲杠的傳動效率 。 112 ?? ?? ?s?mNK B / 8??mNK N / 9?? ???mNTs ?? 10st ??p u lsemm /??m in/ a x mv ? mkgJ m ??? ?33 / mkg???n??
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