數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用清華版7數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的控制原理-在線瀏覽
2025-07-16 01:28本頁面
【正文】 指令信號(hào) 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給位置指令是由 CNC裝置通過插補(bǔ)運(yùn)算而得到的。 6 位置指令信號(hào)的函數(shù)規(guī)律 在數(shù)控機(jī)床中，最常見的插補(bǔ)公式有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)。 對于兩軸圓弧插補(bǔ) (圖 )，軌跡如圖 ，軌跡方程是 x2+z2＝ r2。 7 指令值的修正 現(xiàn)在來分析典型的斜坡位置指令。圖 (a)表示的是斜坡位置指令，圖 (b)表示的是圖 (a)中所包含的進(jìn)給速度信息，圖 (c)表示圖 (a)中所包含的加速度信息。此外，指令進(jìn)給速度的突變會(huì)造成系統(tǒng)跟蹤失步，增大跟隨誤差。這種位置指令函數(shù)是沒有經(jīng)過修正的指令函數(shù)。圖 (a)所描述的是經(jīng)過修正以后的位置指令函數(shù)，這一指令函數(shù)呈現(xiàn)“ S” 形，而不是如圖 (a)所描述的斜坡形。 9 開環(huán)伺服系統(tǒng) 開環(huán)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 圖 。一般用于輕載且負(fù)載變化不大的場合，或經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子與機(jī)床絲杠連在一起，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)使工作臺(tái)產(chǎn)生移動(dòng)。 11 提高步進(jìn)系統(tǒng)精度的措施 1. 細(xì)分線路 所謂細(xì)分線路，就是把步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一步再分得細(xì)一些，來減小步距角。如圖 。圖 原理圖，圖中觸發(fā)器 Q寄存原來運(yùn)動(dòng)的方向。對于精度要求高的大型數(shù)控機(jī)床，如數(shù)控坐標(biāo)鏜床、加工中心機(jī)床等，還可以在開環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用所謂混合伺服系統(tǒng)，如圖 。 第一步：比較輸入與輸出信號(hào)。 第三步：控制信號(hào)送入電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源。 第五步：達(dá)到期望位置。 上述步驟不斷重復(fù)，直到加工完成。 圖 。 在圖 ，由位置控制器執(zhí)行比例控制算法。從傳遞函數(shù)的角度來看，位置控制器相當(dāng)于一個(gè)比例環(huán)節(jié)，其比例系數(shù)是 Kp。 15 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能分析 1. 動(dòng)態(tài)性能 (1)欠阻尼 (2)過阻尼 (3)臨界阻尼 2. 靜態(tài)性能 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的靜態(tài)性能的優(yōu)劣主要體現(xiàn)為跟隨誤差的大小。這一誤差就稱為系統(tǒng)跟隨誤差。 16 閉環(huán)伺服系統(tǒng) 下面討論幾種典型的進(jìn)給位置伺服系統(tǒng)實(shí)例。 2. 相位比較式進(jìn)給位置伺服系統(tǒng) 圖 較式進(jìn)給位置伺服系統(tǒng)，這種伺服系統(tǒng)用于電動(dòng)機(jī)采用旋轉(zhuǎn)變壓器調(diào)速時(shí)。 17 閉環(huán)伺服系統(tǒng) 3. 數(shù)據(jù)采樣式進(jìn)給位置伺服系統(tǒng) 圖 。軟件負(fù)責(zé)跟隨誤差和進(jìn)給速度指令的計(jì)算；硬件接受進(jìn)給指令數(shù)據(jù)，進(jìn)行 D/A轉(zhuǎn)換，為速度控制單元提供命令電壓，以驅(qū)動(dòng)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)。 定位精度和輪廓切削精度。 在外界干擾下的穩(wěn)定性。一般對閉環(huán)系統(tǒng)來說，總希望系統(tǒng)有一個(gè)較小的位置誤差時(shí)，機(jī)床移動(dòng)部件能迅速反應(yīng)，即系統(tǒng)有較高的動(dòng)態(tài)精度
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