數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)與監(jiān)測(cè)-文庫(kù)吧資料
2025-01-05 10:29本頁(yè)面
【正文】 脈沖分配器輸出的電流很小，必需經(jīng)過(guò)功率放大。在以計(jì)算機(jī)為控制核心的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中采用軟件進(jìn)行脈沖分配已形成趨勢(shì)。 ? 源程序如下： ? SBU1： MOV DPTR， TAB ? AJMP REDO ；轉(zhuǎn)移去判斷正反轉(zhuǎn) ? DRIVER： MOV， R7 ；驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) ? MOV A， 以上參數(shù)在主程序中給定。圖 610是控制電動(dòng)機(jī)方向、速度的子程序流程圖和源程序。 步序 導(dǎo)電相 工作狀態(tài) 數(shù)值（ 16進(jìn)制） 程序的數(shù)據(jù)表 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) C B A TAB A 0 0 1 01H TAB0 DB01H A B 0 1 1 03H DB03H B 0 1 0 02H DB02H B C 1 1 0 06H DB06H C 1 0 0 04H DB04H C A 1 0 1 05H TAB5 DB05H ? 把表中的數(shù)值按順序存入內(nèi)存的 EPROM中，并分別設(shè)定表頭的地址為 TAB0。它們的環(huán)形分配如表 64所示。 P1口的三個(gè)引腳經(jīng)過(guò)光電隔離 /功率放大后，分別與電動(dòng)機(jī)的 A、 B、C三相連接。 ? 在計(jì)算機(jī)控制的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，通常采用軟件的方法實(shí)現(xiàn)環(huán)形脈沖分配。 CMOS集成脈沖分配器也有不同型號(hào)，例如 CH250型用來(lái)驅(qū)動(dòng)三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，封裝形式為本 16腳直插式。按其電路結(jié)構(gòu)不同可分為 TTL集成電路和CMOS集成電路。 ? 脈沖分配器可以用門電路及邏輯電路構(gòu)成，提供符合步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制指令所需的順序脈沖。 三、脈沖分配 ? 由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理知，要使電動(dòng)機(jī)正常的一步一步地運(yùn)行，控制脈沖必須按一定的順序分別供給電動(dòng)機(jī)各相，例如三相單拍驅(qū)動(dòng)方式，供給脈沖的順序?yàn)?ABCA或 ACA，也可稱為環(huán)形脈沖分配。/176。 *= （ 2）確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩 Tmax 為滿足最小步矩要求，電動(dòng)機(jī)選用三相六拍工方式，根據(jù)表 63得 Tq/Tmax=，則 Tmax= （ 3）確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率fmax=1000*vmax/60*δ=1000**=6650Hz 根據(jù)以上參數(shù)選電動(dòng)機(jī) 100BF003。*δ*Fa/2*π*θs*η=360176。/step （ 1）確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩 Tq 當(dāng)電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)力矩 Tq作用下轉(zhuǎn)一個(gè)步矩角 θs時(shí)，所作的功為 WD=Tq*θs/360176。請(qǐng)選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。工作臺(tái)的縱向軸是導(dǎo)程 P=，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通過(guò)一對(duì)降速齒輪副與絲桿連接。為減少這一共振現(xiàn)象，很多步進(jìn)電動(dòng)機(jī)設(shè)置了專門的阻尼器，消耗振動(dòng)能量，限制振幅。這就是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)低頻共振丟步現(xiàn)象。 （ 2）脈沖頻率很高 這時(shí)脈沖間隔短，在前一步還沒(méi)有振蕩結(jié)束，后一個(gè)脈沖就已經(jīng)來(lái)臨，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)平滑的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定，如圖 68所示。當(dāng)輸入的脈沖時(shí)間間隔大于電動(dòng)機(jī)振蕩衰減時(shí)間時(shí)，第二個(gè)脈沖還沒(méi)到來(lái)時(shí)，前一次的脈沖已經(jīng)完畢，轉(zhuǎn)子處在穩(wěn)定位置，其運(yùn)行過(guò)程如圖 68a所示，每一步都和單步運(yùn)動(dòng)一樣。 連續(xù)運(yùn)行頻率 ? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中一般均處在連續(xù)脈沖運(yùn)行狀態(tài)，控制脈沖的變化及對(duì)它的影響可分為三個(gè)區(qū)段： （ 1）脈沖頻率極低 這時(shí)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行為連續(xù)的單步運(yùn)動(dòng)。圖 67表示了負(fù)載轉(zhuǎn)矩與運(yùn)行頻率的關(guān)系。它比起動(dòng)頻率大得多。例如 70BF3型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)頻率是1400Hz，當(dāng)負(fù)載為最大轉(zhuǎn)矩 Tmax的 ，起動(dòng)頻率下降到 50Hz。在電動(dòng)機(jī)空載情況下，成為空載起動(dòng)頻率。表中 Tmax為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩。不同相數(shù)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不同，一般相數(shù)越多，拍數(shù)越多，則氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大。當(dāng)電動(dòng)機(jī)所帶的負(fù)載 T1＜ Tq時(shí)， A相通電，轉(zhuǎn)子的平衡點(diǎn)轉(zhuǎn)到 m處，在此點(diǎn) Tam﹦ T1；當(dāng)由 A相切換到 B相時(shí)， B相在 m點(diǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩 TbmTam，在電磁轉(zhuǎn)矩作用下，轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步矩角到達(dá)新的平衡位置 n，此時(shí)， Tbn=T1。功率較大的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)多數(shù)采用大于三相的勵(lì)磁繞組，而且多相通電。當(dāng)轉(zhuǎn)子受到的負(fù)載轉(zhuǎn)矩是脈動(dòng)的情況下，轉(zhuǎn)子的失調(diào)角將隨負(fù)載變化而變化，可以看見(jiàn)轉(zhuǎn)子在作輕微的晃動(dòng)，這種現(xiàn)象是正常的，步矩角越小，晃動(dòng)范圍越小，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)精度的影響也就越小。 T=Tm *sinθe ?當(dāng) Θe=+п /2時(shí)， T為最大靜轉(zhuǎn)矩，它表示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)所能承受的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 Tmax。 ?當(dāng)轉(zhuǎn)子受到外力的作用后，轉(zhuǎn)子齒要偏離初始位置，這時(shí)定轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生的定子轉(zhuǎn)矩用以克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩，直到相互平衡，轉(zhuǎn)子停在一個(gè)心的平衡點(diǎn)，這時(shí)轉(zhuǎn)子齒所偏離的角度成為失調(diào)角 θe。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)一周，其積累誤差應(yīng)為零，在一周內(nèi)積累誤差可大可小，可正可負(fù)。 表 61 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角精度分級(jí) 步距角 1級(jí)精度 2級(jí)精度 θs +25% +25% ≤θs≤ +15% +25% ≤θs≤15 +5% +10% ? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的精度可用步距角的誤差或累積誤差衡量。它的值越小，就表示精度越高。單、雙拍制的步距角比單拍制或雙拍制的步距角減小一半。/176。/176。/176。 在圖 62所示的三相 (A、 B、 C)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中，Zr=4,齒距角 Ot=90。假設(shè)轉(zhuǎn)子上有四個(gè)齒，齒寬與定子的極靴寬相等，相鄰兩齒所對(duì)應(yīng)的空間角度為齒距角。它的定子和轉(zhuǎn)子鐵心通常由硅鋼片疊成。反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用普遍，結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單，是我們分析的重點(diǎn)對(duì)向。混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理具有反應(yīng)式和永磁式兩種電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，在同樣的勵(lì)磁電流下，它可以產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)矩。它主要用于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，也可用于閉環(huán)控制系統(tǒng)。 ? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有精度高，慣性小的特點(diǎn)，對(duì)各種干
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