數(shù)控機床伺服驅(qū)動與監(jiān)測-在線瀏覽
2025-02-02 10:26本頁面
【正文】 累誤差為“ 0”。按勵磁方式的不同，步進電動機可分為反應(yīng)式、永磁式、感應(yīng)式和混合式等。目前這種電動機以在數(shù)控機床等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 一、步進電動機的工作原理 ? 圖 62所示為反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)原理圖。定子上有 A、B、 C三對磁極，在相對應(yīng)的磁極上繞有 A、 B、 C三向控制繞組。 齒距角 Ot為 Ot=360/Zr 式中 Zr—— 轉(zhuǎn)子齒數(shù)。 表 61 步進電動機步距角精度分級 步距角 1級精度 2級精度 θs +25% +25% ≤θs≤ +15% +25% ≤θs≤15 +5% +10% ? 步進電動機的精度可用步距角的誤差或累積誤差衡量。電動機轉(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。 ?當轉(zhuǎn)子受到外力的作用后，轉(zhuǎn)子齒要偏離初始位置，這時定轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生的定子轉(zhuǎn)矩用以克服負載轉(zhuǎn)矩，直到相互平衡，轉(zhuǎn)子停在一個心的平衡點，這時轉(zhuǎn)子齒所偏離的角度成為失調(diào)角 θe。 T=Tm *sinθe ?當 Θe=+п /2時， T為最大靜轉(zhuǎn)矩，它表示步進電動機所能承受的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 Tmax。當轉(zhuǎn)子受到的負載轉(zhuǎn)矩是脈動的情況下，轉(zhuǎn)子的失調(diào)角將隨負載變化而變化，可以看見轉(zhuǎn)子在作輕微的晃動，這種現(xiàn)象是正常的，步矩角越小，晃動范圍越小，對數(shù)控系統(tǒng)精度的影響也就越小。功率較大的步進電動機多數(shù)采用大于三相的勵磁繞組，而且多相通電。當電動機所帶的負載 T1＜ Tq時， A相通電，轉(zhuǎn)子的平衡點轉(zhuǎn)到 m處，在此點 Tam﹦ T1；當由 A相切換到 B相時， B相在 m點的電磁轉(zhuǎn)矩 TbmTam，在電磁轉(zhuǎn)矩作用下，轉(zhuǎn)過一個步矩角到達新的平衡位置 n，此時， Tbn=T1。不同相數(shù)的步進電動機的起動轉(zhuǎn)矩不同，一般相數(shù)越多，拍數(shù)越多，則氣動轉(zhuǎn)矩越大。表中 Tmax為步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩。在電動機空載情況下，成為空載起動頻率。例如 70BF3型步進電動機空載起動頻率是1400Hz，當負載為最大轉(zhuǎn)矩 Tmax的 ，起動頻率下降到 50Hz。它比起動頻率大得多。圖 67表示了負載轉(zhuǎn)矩與運行頻率的關(guān)系。 連續(xù)運行頻率 ? 步進電動機在實際應(yīng)用中一般均處在連續(xù)脈沖運行狀態(tài)，控制脈沖的變化及對它的影響可分為三個區(qū)段： （ 1）脈沖頻率極低 這時電動機的運行為連續(xù)的單步運動。當輸入的脈沖時間間隔大于電動機振蕩衰減時間時，第二個脈沖還沒到來時，前一次的脈沖已經(jīng)完畢，轉(zhuǎn)子處在穩(wěn)定位置，其運行過程如圖 68a所示，每一步都和單步運動一樣。 （ 2）脈沖頻率很高 這時脈沖間隔短，在前一步還沒有振蕩結(jié)束，后一個脈沖就已經(jīng)來臨，使步進電動機連續(xù)平滑的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定，如圖 68所示。這就是步進電動機低頻共振丟步現(xiàn)象。為減少這一共振現(xiàn)象，很多步進電動機設(shè)置了專門的阻尼器，消耗振動能量，限制振幅。工作臺的縱向軸是導(dǎo)程 P=，步進電動機通過一對降速齒輪副與絲桿連接。請選用步進電動機。/step （ 1）確定步進電動機的起動力矩 Tq 當電動機在起動力矩 Tq作用下轉(zhuǎn)一個步矩角 θs時，所作的功為 WD=Tq*θs/360176。*δ*Fa/2*π*θs*η=360176。 *= （ 2）確定步進電動機最大靜轉(zhuǎn)矩 Tmax 為滿足最小步矩要求，電動機選用三相六拍工方式，根據(jù)表 63得 Tq/Tmax=，則 Tmax= （ 3）確定步進電動機運行頻率fmax=1000*vmax/60*δ=1000**=6650Hz 根據(jù)以上參數(shù)選電動機 100BF003。/176。 三、脈沖分配 ? 由步進電動機的工作原理知，要使電動機正常的一步一步地運行，控制脈沖必須按一定的順序分別供給電動機各相，例如三相單拍驅(qū)動方式，供給脈沖的順序為 ABCA或 ACA，也可稱為環(huán)形脈沖分配。 ? 脈沖分配器可以用門電路及邏輯電路構(gòu)成，提供符合步進電動機控制指令所需的順序脈沖。按其電路結(jié)構(gòu)不同可分為 TTL集成電路和CMOS集成電路。 CMOS集成脈沖分配器也有不同型號，例如 CH250型用來驅(qū)動三相步進電動機，封裝形式為本 16腳直插式。 ? 在計算機控制的步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)中，通常采用軟件的方法實現(xiàn)環(huán)形脈沖分配。 P1口的三個引腳經(jīng)過光電隔離 /功率放大后，分別與電動機的 A、 B、C三相連接。它們的環(huán)形分配如表 64所示。 步序 導(dǎo)電相 工作狀態(tài) 數(shù)值（ 16進制） 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。圖 610是控制電動機方向、速度的子程序流程圖和源程序。 以上參數(shù)在主程序中給定。 ? 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)動步進電動機 ? MOV A， 在以計算機為控制核心的經(jīng)濟型數(shù)控機床中采用軟件進行脈沖分配已形成趨勢。 四、驅(qū)動電源及速度控制 ? 環(huán)型脈沖分配器輸出的電流很小，必需經(jīng)過功率放大。
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