【正文】 的工作區(qū)，該區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)矩變化很小，從發(fā)熱角度看可以長期工作； 間斷工作區(qū) II（含 I區(qū)）表明電機可間斷過載工作； 瞬時工作區(qū) III（含 I、 II區(qū)）是在瞬時換向極限（允許是刷跳火限）以下，可短時間以更大的加減速或正反轉(zhuǎn)操作。 ④ 轉(zhuǎn)動慣量的選擇 電機轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)動慣量應與負載慣量相匹配 ， 否則將直接影響電機和整個伺服系統(tǒng)的動態(tài)性能 。 ⑤ 熱時間常數(shù) 熱時間常數(shù)的大小表明可超載運行時間的能力 。 nLTT?②轉(zhuǎn)矩的選擇 電機的額定轉(zhuǎn)矩 Tn，主要依據(jù)折算到電機軸上負載力矩 TL選定，即 如果電機工作在間斷工作區(qū)，電機的額定轉(zhuǎn)矩可以小于負載力矩。當外界激振頻率接近或等于系統(tǒng)固有頻率時，系統(tǒng)要發(fā)生諧振而無法工作，所以，系統(tǒng)的工作頻率范圍內(nèi)，不應包含部件的固有頻率，以防產(chǎn)生諧振。 式中， K為縱向剛度； Km為扭轉(zhuǎn)剛度； m為質(zhì)量； J為轉(zhuǎn)動慣量。 剛度不足時，將造成位置誤差（失動）及系統(tǒng)動態(tài)性能變壞，即影響系統(tǒng)運動的準確性、快速性、穩(wěn)定性； 剛度過高，也將帶來轉(zhuǎn)動慣量增大，成本增加等不足 伺服傳動系統(tǒng)剛度包括 伺服剛度 和 傳動機械剛度 兩部分。cm/脈沖）； θ——單位脈沖下伺服電機軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角（176。以于各構(gòu)件串聯(lián)的彈簧 — 質(zhì)量系統(tǒng)，其總剛度 KΣ可用下式計算 （ 413） 式中， Ki為任一構(gòu)件的剛度。 伺服機械系統(tǒng)的機械參數(shù)－質(zhì)量（慣量）和摩擦 在不影響剛度條件下，應盡量減小各構(gòu)件質(zhì)量和慣量，這樣既可降低制造成本，又可提高伺服性能。 庫侖摩擦 趨向于減小輸出位移的超調(diào)和振蕩。靜磨擦力客觀上助長了失動現(xiàn)象，這是因為靜磨擦力的存在，必然要增大驅(qū)動力，相應增加了彈性變形之故。 機械傳動系統(tǒng)的失動量是各傳動件間的間隙及本身的彈性變形等綜合造成 運動的死區(qū) 。 （ 414） 式中 —— 傳動件間隙引起的失動量； —— 伺服剛度引起的失動量； —— 機械系統(tǒng)剛度引起的失動量。功率 P=；轉(zhuǎn)動慣量 Jm=2 102kg 齒輪箱：高速鏈傳動比 iH=3,低速鏈傳動比 1. 5；折算到電機軸的齒輪系轉(zhuǎn)動慣量：高速鏈JGMH= 102kgm2。 工作臺：質(zhì)量 m=3000kg；磨擦阻力 Ff=1500N；最大移動速度：高速級 vH=6 102m/s，低速級vL= 102m/s。 滾珠絲杠軸向綜合剛度 Keg 等式（ 4－ 13） 因此，驅(qū)動系統(tǒng)軸向固有角頻率 例 (1)－失動量的計算 (1) 39。2 g e g m?? ? ? ?360 360 8 1532 2 3pm TK N m rad?? ?? ? ???（ 1）機械剛度引起的失動量 Δeg 考慮到工作臺正反向移動時，有相同的彈性變形量，所以絲杠軸向彈性變形所引起的失動量為 由于左作臺起動時磨擦力 Ff=1500N，所以當工作臺開始移動時，絲杠軸向彈性變形量為 （ 2）伺服剛度引起的失動量 ΔSC 根據(jù)伺服系統(tǒng)要求，如取電機軸在單位脈沖下轉(zhuǎn)角 θ=3176。m，則電機軸的伺服剛度為 若取傳動效率 η=，則換算到滾珠絲杠的伺服剛度為 222 2 82 2 3 153 10 mi K N mt? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?22 2 2 222221 1 1 1()2 2 2 2 2 222()sc sc sg sc sg m m otorm otorsc m msgttK x K K KK K i Ktt? ? ? ???? ???????? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 例 (1)－失動量的計算 (2) 81500 10fscscF mK ?? ? ? ?? 4 32 3 10 4 1 10 150Gttjmmz ????? ? ? ? ? ?? ? ?? ? 2 10 14to e g sc G m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?所以，伺服剛度引起的失動量為 （ 3）齒輪副周向側(cè)隙引起的失動量 ΔG 設齒輪副的模數(shù) m=1 103m，齒數(shù) z1=50， z2=150，周向側(cè)隙 jt= 104m，則換算成工作臺移動方向的失動量為 （ 4）總失動量 Δto 感應同步器結(jié)構(gòu)（ 1） 1． 感應同步器 3． 碼盤式檢測裝置 4． 旋轉(zhuǎn)變壓器 5． 磁柵式位移檢測裝置 感應同步器是利用兩個平面印刷電路繞組的 電磁耦合 原理，檢測運動件的直線位移或角位移的傳感器。直線式感應同步器的截面結(jié)構(gòu)，如圖 412所示。為了防止靜電感應，滑尺的表面還貼有屏蔽層。一般稱 A繞組為正弦組，B繞組為余弦繞組。 ）的移動部件上。由于 電磁感應 （互感），它們就會分別在定尺繞組上產(chǎn)生與激磁電勢同頻率的交變感應電壓 es、 ec。若以正弦繞組為例，設該繞組的激磁電壓為 US，則當滑尺相對于定尺在空間移動一個節(jié)距，定尺繞組上將感應電動勢 es，且按余弦函數(shù)規(guī)律變化（圖 415），如寫成數(shù)學式： （ 415） 式中 es—— 定尺繞組感應電勢； US—— 滑尺正弦繞組激磁電壓； k—— 定尺與滑尺上繞組的電磁耦合系數(shù)； θ——滑尺相以定尺平等位移的相位角 同理，若只對余弦繞組激磁時，定尺繞組中感應電勢 ec按下述數(shù)學式變化 （ 416） 當同時給滑尺上二繞組激磁（ US、 UC）時，則根據(jù)疊加原理，定尺繞組中產(chǎn)生的感應電勢應是分別感應電勢的代數(shù)和（ e= es + ec）。 2 xW??＝x—— 位移量； W—— 繞組節(jié)距； 感應同步器工作方式（ 1） 按對激磁繞組供電電壓的形式 鑒相型工作方式 鑒幅型工作方式 si nc ossmcmU U tU U t??????? ? ?si n c os c os si n2si n si ns c m mmme e e k U t k U txk U t k U tW? ? ? ??? ? ?? ? ? ???? ? ? ?????1）鑒相型工作方式 這是根據(jù)感應電勢 相位 檢測位移量的工作方式。 感應同步器工作方式（ 2） sin sinsmU U t??? c os sincm t2si n si ns c mxe e e k U t W??? ??? ? ? ?????這是根據(jù)感應電勢振幅變化來檢測位移量的工作方式。 同理，可推出定尺上繞組合成感應電勢為 （ 419） 特點及應用場合： 感應同步器具有較高的檢測精度和分辨能力、抗干擾能力強、使用壽命長、工藝性好、制造成本低，對使用環(huán)境無特殊要求。 2）鑒幅型工作方式 計量光柵分類 光柵檢測原理 透射式光柵位稱檢測裝置原理如圖 418所示 ， 它由 光柵尺 、 光學元件 及 數(shù)顯裝置 組成 。 若兩個光柵尺相對位移一個柵距 W， 莫爾條紋也移動一個條紋間距 B，則光電元件輸出信號也就變化一個周期 ， 最后由數(shù)字顯示儀顯示出光柵尺 （ 運動件 ）的準確位移 。 圓光柵檢測原理 圓光柵的莫爾條紋根據(jù)光柵線紋方向（徑向或切向）不同而異。根據(jù)莫爾條紋與光柵線紋移動的對應關(guān)系可知，當標尺光柵（主光柵）移動一個柵距，光電元件檢測到的莫爾條紋變化一個周期 2π，其輸出是近似正弦波形的電壓信號。根據(jù)兩個光電元件接收到莫爾條紋信號不同（正弦波電信號相應位差 1/4周期），即利用兩個輸出信號的相位超前或滯后就可辨明主光柵運動方向。 光柵讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)型式很多 ， 根據(jù)讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)特點和使用場合分為 直接接收式 讀數(shù)頭（ 或稱硅光電池讀數(shù)頭 ） 、 鏡象式 讀數(shù)頭 、 分光鏡式 讀數(shù)頭 、 金屬光柵反射式 讀數(shù)頭 。 圖 423所示是鏡象式讀數(shù)頭原理 ， 它是利用裝在內(nèi)部的透鏡 反射鏡系統(tǒng) ， 形成標尺光柵象來代替指示光柵 ，這樣可避免因標尺光柵與指示光柵之間的間隙過小而擦傷尺面 。 (三米絲桿測量裝置） 碼盤式檢測裝置 碼盤是一種 按角度 直接編碼的 角位移檢測裝置 。 碼盤所用的碼制有 二進制碼 、 循環(huán)碼 、 十進制碼 等 。 最外圈碼道代表最低位 （20位 ） ， 最內(nèi)圈碼道代表最高位 （ 圖示為 23位 ） 。 由圖可見 ， 若對應每一位用光敏元件檢測出光信號 ， 就可讀出轉(zhuǎn)角的絕對值 。 由于碼盤具有 自數(shù)字顯示 及控制系統(tǒng)常用的重要部件 。 旋轉(zhuǎn)變壓器 特點：旋轉(zhuǎn)變壓器 結(jié)構(gòu)簡單 ， 對 環(huán)境要求低 ， 抗干擾能力 強 ， 較適合工業(yè)機器人 、數(shù)控機床等使用 。 定子繞組為變壓器原邊 ， 轉(zhuǎn)子繞組為變壓器副邊 ， 激磁電壓加到原邊 。 因旋轉(zhuǎn)變壓器的副邊繞組裝在轉(zhuǎn)子上 ， 因此隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) ， 其副邊繞組輸出的 電勢 就和 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成一定的函數(shù)關(guān)系 ， 而普通變壓器卻是常數(shù) 。 當 α=0時 ， 兩繞組軸線重合 ， 由定子繞組