數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)(1)-文庫吧資料
2025-05-22 21:45本頁面
【正文】 電機與速度控制 直流伺服電機 1. 直流伺服電機的類型 ? 按電樞的結(jié)構(gòu)和形狀分：平滑電樞型、空心電樞型和有槽電樞型等。 ? 設(shè)備運行時，工作臺每經(jīng)過一個補償點，CNC系統(tǒng)就加入補償量，補償螺距誤差。 傳動間隙補償示意圖 2. 螺距誤差補償 ? 傳動鏈中滾珠絲杠螺距的制造誤差直接影響機床工作臺的位移精度。 ? 機械傳動鏈在改變運動或旋轉(zhuǎn)方向時，最初若干個指令脈沖只能起到消除間隙的作用，造成步進電機的空走，而工作臺無實際移動，從而產(chǎn)生傳動誤差。 2. 功率放大器 ? 功能：將環(huán)形分配器輸出的脈沖信號放大，以用足夠的功率來驅(qū)動步進電機。 ? 采用三相六拍方式時，電機正轉(zhuǎn)的通電順序為 A－ AB－ B－ BC－ C－ CA－ A－ ????。 三相六拍環(huán)形脈沖分配器原理圖 軟件環(huán)形脈沖分配器 ? 軟件環(huán)形脈沖分配器的設(shè)計方法有查表法、比較法、移位寄存器法等。 ? DIR為數(shù)控裝置發(fā)出的方向信號，其電平高低對應(yīng)電機繞組通電順序的改變，即步進電機的正、反轉(zhuǎn)。 硬件環(huán)形分配器 ? 輸入、輸出信號一般為 TTL電平，輸出信號 A、 B、 C為高電平時表示相應(yīng)繞組通電，低電平時表示相應(yīng)繞組失電。 ? 硬件環(huán)形分配器：步進電機驅(qū)動裝置本身帶有環(huán)形分配器。即將數(shù)控裝置的插補脈沖，按步進電機所要求的規(guī)律分配給步進電機的各相輸入端，以控制勵磁繞組的通、斷電。 ? 驅(qū)動控制器由環(huán)形脈沖分配器和功率放大器組成。 ? 步進電機正常運行時，動態(tài)轉(zhuǎn)矩隨連續(xù)運行頻率的上升而下降。 （ 6）矩頻特性與動態(tài)轉(zhuǎn)矩 ? 矩頻特性：描述步進電機連續(xù)穩(wěn)定運行時輸出轉(zhuǎn)矩 M與連續(xù)運行頻率 f之間的關(guān)系。 ? 決定了定子繞組通電狀態(tài)下最高變化的頻率，即決定了步進電機的最高轉(zhuǎn)速。 ? 步進電機帶負載下的啟動頻率要比空載啟動頻率低，并隨負載增加而進一步降低。 ? 矩角特性：靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 M與 θ的關(guān)系。 ? 步距誤差主要由步進電機步距制造誤差，定子和轉(zhuǎn)子間氣隙不均勻以及各相電磁轉(zhuǎn)矩不均勻等因素造成。 。例如，三相三拍， z＝ 40時， α＝ 360176。 /(mzk)。 ? 步進電機定子繞組通電狀態(tài)的改變速度越快，其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度越快，即脈沖頻率越高，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越高；但脈沖頻率不能過高，否則產(chǎn)生失步或超步。 ? 步進電機定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，即送給步進電機一個電流脈沖，其轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個確定的角度，即步距角 α；脈沖數(shù)增加，角位移也增加；無脈沖時，電機停止。 3. 反應(yīng)式步進電機工作原理 ? 步進電機：基于電磁力的吸引和排斥產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 ? 繞組通電，建立的磁場與永久磁鋼的恒定磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 ? 步距角：步進電機每走一步所轉(zhuǎn)過的角度，其大小等于錯齒的角度。 ? 當 A相磁極上的小齒與轉(zhuǎn)子上的小齒對齊時， B相磁極上的齒剛好超前（或滯后）轉(zhuǎn)子齒 1/3齒距角，即 3176。 ? 轉(zhuǎn)子上沒有繞組，只有均勻分布的 40個小齒，其大小和間距與定子上的完全相同。 ? 定子的每個磁極正對轉(zhuǎn)子的圓弧面上均都均勻分布著 5個小齒，呈梳狀排列，齒槽等寬，齒間夾角為 9176。 ? 步進電機可構(gòu)成 A、 B、 C三相控制繞組，稱為三相步進電機。 1－定子繞組； 2－轉(zhuǎn)子鐵芯； 3－ A相磁通； 4－定子鐵芯。 定子數(shù) ① 單定子式；②雙定子式；③三定子式；④多定子式。 ②軸向分向式： 電機各相按軸依次排列。 相數(shù) ① 三相；②四相；③五相；④六相。 輸出力矩大小 ① 伺服式： 輸出力矩在百分之幾至十分之幾（ N?m），只能驅(qū)動較小的負載，要求與液壓扭矩放大器配用，才能驅(qū)動機床工作臺等較大的負載。 ? 功率放大器 ：功率放大。為了達到這一目的，通常采用從正在進給方向的進給脈沖中抵消相同數(shù)量的反向補償脈沖 ? 加減速電路 ： 由于進給脈沖經(jīng)過加減脈沖分配電路后其頻率的變化有跳躍，為了使進入步進電機的電信號的頻率變化平滑，就使用加減速電路進行緩沖。 脈沖混合電路 加減脈沖分配電路 加減速電路 環(huán)形分配器 功率放大器 正向進給脈沖 反向進給脈沖 進給脈沖 步進電 機繞組 加 減 步進電機驅(qū)動控制線路的組成 ? 當機床在向著正（或負）向進給脈沖的控制下正沿著正（或負）方向進給時，由于各種補償脈沖的存在，使得可能還會出現(xiàn)極個別的負（或正）向脈沖。 步進電機的驅(qū)動控制線路 ? 脈沖混合電路 ： 將數(shù)控裝置送來的信號混合為使工作臺正向運行的 “ 正向進給 ” 信號或使之反向運行的“ 反向進給 ” 信號。同時，在相同脈沖頻率 f的條件下，脈沖當量 δ越小，則進給速度越小，進給運動的分辨率和精度越高。 3. 工作臺進給速度的控制 ? 若數(shù)控裝置發(fā)出的進給脈沖的頻率為 f，經(jīng)驅(qū)動控制線路后，轉(zhuǎn)換為控制步進電動機定子繞組的通電、斷電的電平信號變化頻率，由于進電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 ω=60fδ（ δ為脈沖當量），所以定子繞組通電狀態(tài)的變化頻率決定步進電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。當進給脈沖是反向時，定子各相繞組則按相反的順序通電、斷電。該角位移經(jīng)絲杠螺母副之后轉(zhuǎn)化為工作臺的位移量 L，即進給脈沖數(shù)決定了工作臺的直線位移量。 步進電機 驅(qū)動控制線路 步進電機 工作臺 指令脈沖 絲杠 開環(huán)步進式伺服系統(tǒng)組成框圖 步進式開環(huán)伺服系統(tǒng)工作原理 ? 步進式伺服系統(tǒng)受驅(qū)動控制線路的控制，將代表進給脈沖的電信號通過步進電動機轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ù笮『头较?
法律信息相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1