【正文】 電狀態(tài)變化的頻率與時間的關系。步進電機的主要特性 25數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)l矩頻特性和動態(tài)轉矩 ：q矩頻特性 M=F(f)是描述步進電動機連續(xù)穩(wěn)定運行時輸出轉矩與連續(xù)運行頻率之間的關系 (見圖 225)。使用時，一定要考慮動態(tài)轉矩隨連續(xù)運行頻率的上升而下。 　　 Mm=（ Jm+Jleq） ε 1+Mleq　　 JLeq=J1+J2/ι/ι+ （ t/2πι) 2W/g 　　 Mleq=t/(2πι) （ FL+μW ）27數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)三、步進電機的驅動控制線路q功能：將具有一定頻率、一定數量和方向的進給脈沖轉換成控制步進電機各相繞組通斷的電平信號。q軟件環(huán)形分配器：比較簡單，但速度慢些，多占用I/O點。組成：五個組合邏輯控制門、五只 JK觸發(fā)器167。167。167。指令脈沖經兩個反相器驅動，作為觸發(fā)脈沖送到各觸發(fā)器167。以正向控制為例說明原理。167。A2J=A4 A3J=A5 A4J=A1 A5J=A2五相十拍環(huán)形分配器五相十拍環(huán)形分配器33數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)A1J=A3=CA2J=A4=DA3J=A5=EA4J=A1=AA5J=A2=B 34數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)五相十拍環(huán)分正向工作過程l 初態(tài)： A=1 B=1 C=1 D=0 E=0 A1準備翻轉l 第一個脈沖： A=0 B=1 C=1 D=0 E=0 A4準備翻轉l 第二個脈沖： A=0 B=1 C=1 D=1 E=0 A2準備翻轉l 第三個脈沖： A=0 B=0 C=1 D=1 E=0 A5準備翻轉l 第四個脈沖： A=0 B=0 C=1 D=1 E=1 A3準備翻轉l 第五個脈沖： A=0 B=0 C=0 D=1 E=1 A1準備翻轉l 第六個脈沖： A=1 B=0 C=0 D=1 E=1 A4準備翻轉l 第七個脈沖： A=1 B=0 C=0 D=0 E=1 A2準備翻轉l 第八個脈沖： A=1 B=1 C=0 D=0 E=1 A5準備翻轉l 第九個脈沖： A=1 B=1 C=0 D=0 E=0 A3準備翻轉l 第十個脈沖： A=1 B=1 C=1 D=0 E=0 A1準備翻轉l 回到初態(tài)，一個循環(huán)結束。環(huán)分每相輸出的脈沖信號分成兩路：167。167。另一路，經微分電路或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，167。167。q特點：高壓供電，電流上升快，有利于提高啟動頻率和最高工作頻率：低壓供電時，能維持額定電流值，而功耗較低39數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)高低壓驅動電路 高壓高壓低壓低壓停停線圈線圈1S幾千次幾千次 !!驅動器驅動器 :電路集成電路集成 40數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)環(huán)分加驅動 簡稱驅動CPDIR+5V~59VUVW華龍華龍41數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)電流波形42數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)四 提高步進伺服系統(tǒng)精度的措施l1傳動間隙補償l2螺距誤差補償l3細分電路43數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)螺距誤差補償44數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)細分電路在進給速度不變的情況下在進給速度不變的情況下 ,步距角相當于原來多少步距角相當于原來多少 ? 45數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)第三節(jié) 數控機床的檢測裝置q概述167。位置檢測裝置的分類q旋轉變壓器q感應同步器q光柵q脈沖編碼器46數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)概述q檢測裝置是閉環(huán)伺服系統(tǒng)的重要組成部分q作用：檢測各種位移和速度，發(fā)出反饋信號，構成閉環(huán)控制q閉環(huán)系統(tǒng)的加工精度主要取決于 q分辨率：位移檢測系統(tǒng)能測出的最小位移量q要求：167。使用維護方便；167。成本低。鑒相工作法167。旋轉變壓器是一種角位移測量裝置，由定子和轉子組成。轉子繞組作為子繞組作為變壓器的一次側，接受勵磁電壓。電壓大小與轉子位置有關。工作臺的位移。在相對轉角 θ 較小時， θ 正比于感應電壓的幅值， θ ＝０， 轉子和定子的磁軸垂直。只要測出幅值，便間接得出 θ 和工作臺位移2 工作原理工作原理51數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)３旋轉變壓器的應用q四極繞組旋轉變壓器作為位置檢測裝置，有兩種典型工作方式：167。鑒幅式：根據感應輸出電壓的幅值來檢測位移量。由于旋轉變壓器的電壓的相位角，就可知道轉子的轉角。轉子和被測軸連接在一起，被測軸的角位移就知道了。相器測量出幅值即可求得轉角。q感應同步器滑尺上的繞組是勵磁繞組，定尺上的繞組是感應繞組 。167。測量精度高，平均自補償特性；167。167。維護簡單、壽命長：非接觸測量，無磨損，精度保持性好。63數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)三、光柵q1 光柵的結構和種類q2 光柵檢測的工作原理q3 標尺光柵移動方向的判別 :q4 提高光柵系統(tǒng)分辨率q5 性能特點與應用場合64數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)1 光柵的結構和種類qA 種類 :167。根據光線在光柵中是透射還是反射分為透射光柵和反射光柵qB 結構 :　　　直線光柵通常包括一長和一短兩塊配套使用，其中長的稱為標尺光柵或長光柵，一般固定在機床移動部件上，要求與行程等長。兩光柵尺是刻有均勻密集線紋的透明玻璃片，線紋密度為 2 50、 100、 250條 /mm等。167。在光源的照射下，交放置時，兩光柵尺上線紋互相交叉。莫爾條為明亮條紋，這種明暗相間的條紋稱為莫爾條紋。嚴格地說，是與兩片紋與光柵線紋幾乎成垂直方向排列。光柵線紋夾角的平分線相垂直。放大作用167。莫爾條紋的移動與柵距的移動成正比66數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)2 光柵檢測的工作原理q放大作用用用 W（（ mm）） 表示莫表示莫爾條紋的寬度，爾條紋的寬度，P(mm)表示柵距，表示柵距，(rad)為光柵線紋為光柵線紋之間的夾角，則有之間的夾角，則有 莫爾條紋寬度莫爾條紋寬度 W與與角成反比，越小，角成反比，越小，放大倍數越大。 67數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)2 光柵檢測的工作原理q均化誤差作用　　　莫爾條紋是由光柵的大量刻線共同組成，例如， 200條 /mm的光柵， 10mm寬的光柵就由 2023條線紋組成，這樣柵距之間的固有相鄰誤差就被平均化了，消除了柵距之間不均勻造成的誤差。 只要通過光電元件測出莫爾條紋的數目，　就可知道光柵移動了多少個柵距，工作臺移動的距離可以　計算出來。讀數頭光源采用普通的燈泡，發(fā)出輻射光線，經過聚光鏡后變?yōu)槠叫泄馐?，照射光柵尺。由于此信號比較微弱，在長距離傳遞時，很容易被各種干擾信號淹沒，造成傳遞失真，驅動線路的作用就是將電壓信號進行電壓和功率放大。測量精度高、檢測范圍大、易于實現測量信號的數字化。q應用場合： 工作臺位移或電機軸角位移等精密測量。1 增量式光電編碼盤167。q 光電轉換，抗干擾能力強；q 體積小，便于安裝，適合于機床運行環(huán)境；q 結構復雜，價格高，光源壽命短；q 碼盤基片為玻璃，抗沖擊和抗震動能力差。一般調速范圍應大于 10000，低速能達到 。有足夠的過載能力。要求靜態(tài)、動態(tài)誤差小，反向死區(qū)小。83數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)1 直流伺服電動機q直流伺服電動機的特點直流伺服電動機的特點167。B寬調速直流伺服電動機寬調速直流伺服電動機q直流伺服電動機的速度調節(jié)直流伺服電動機的速度調節(jié)84數控技術第第六六章章數數控控機機床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)直流伺 服電動機 特點q過載倍數大，時間長；過載倍數大，時間長； q具有大的轉矩具有大的轉矩 /慣量比，電機的加速大，響應快。q低速轉矩大，慣量大，可與絲桿直接相聯，省去了齒輪等低速轉矩大，慣量大，可與絲桿直接相聯，省去了齒輪等傳動機構。傳動機構。q調速范圍大，與高性能的速度控制單元組成速度控制系統(tǒng)調速范圍大，與高性能的速度控制單元組成速度控制系統(tǒng)時，調速范圍超過時，調速范圍超過 1∶2023 。 ～～ 180℃ ，由于轉子溫度高，它，由于轉子溫度高，它可通過軸傳到機