电力电子与电机拖动综合课程设计-数控机床刀具进给速度的控制电路设计.docVIP

电力电子与电机拖动综合课程设计任务书 班级： 自动化2004级 姓名：指导教师： 2007年 6 月4 日 题目：数控机床刀具进给速度的控制电路设计 课程的任务和要求 目前，数控机床在工业生产上应用非常广泛，刀具的进给精度直接影响到产品的质量，为此，对刀具精度的研究具有重要的意义。 本课题的内容涉及的区域很广，要求同学们利用现有的知识设计数控机床刀具 进给速度的控制电路的原理图，课程设计说明书。通过该课题的设计，可以培养学生 如何查询资料，如何书写论文，如何设计控制电路等等。要求如下： 要求利用大规模集成电路芯片UC3637作为该控制系统的控制核心，自动 控制步进电动机的操作运行。 （2）要有一定的保护措施。 设计步骤 查阅相关资料； 总体方案设计与论证； 单元电路设计； 元器件选择及参数计算； 绘制原理图（A4图纸一张，计算机绘图）； 撰写设计说明书（A4号纸打印），字数不少于3000； 参考文献 电机学与电力拖动基础 单片微型计算机原理及运用 模拟电子技术 数字电子技术 教研室主任签字： 2007年 月 日 题目：数控机床刀具进给速度的控制电路设计 摘 要: 数控机床的刀具进给的速度的控制主要是通过控制步进电动机的速度，其进给的精度由步进电动机的精度直接决定，因此在设计步进电机的控制电路时，应该保证其误差的范围满足加工的精度的要求，通常通过应用合适的集成芯片外加外围电路来实现对精度的要求.在数控机床中由于需要达到精确的控制，常采用步进电动机作为数控机床刀具进给控制的驱动源。本文主要介绍由UC3637 芯片为核心构成 PWM 控制电路, 进而实现二相混合式步进电动机的控制，本文采用的是电流反馈型细分控制的方法。用该方法构成的 PWM 控制电路结构简单, 性能可靠, 具有良好的系统运行效果 关键词: UC3637集成芯片 二相混合式步进电动机 驱动器; 脉宽调制; 电流反馈; 细分 2.1引言 刀具进给精度的控制数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。本文将PWM 控制器UC3637引入二相混合式步进电动机驱动器设计中, 实现了一种电流反馈型带细分的二相混合式步进电动机驱动。UC3637 是 T I 公司的产品。作为双端输出类型的脉冲宽度调制器, 其集成度高, 功能完善。UC3637可产生 2 路 PWM 驱动信号, 并通过简单的外部电路直接驱动功率MOSFET 管。此外,UC3637 芯片还具有限流保护、过流保护、欠压锁定等功能, 应用UC3637作为步进电动机的PWM波产生器件成本低，而且可以使电路变得简单，达到较好的效果。 数控机床中为了达到高精度的控制要求常采用两相混合式步进电动机作为机床的驱动电动机.绕组电流细分控制技术在步进电动机系统中的应用 , 改变了对相绕组电流只做通、断控制的局限 , 实现了对绕组电流波形的有效控制 , 提高了两相混合式步进电动机系统的运行性能。对绕组电流进行细分控制是步进电采用电流反馈型细分控制方式可以有效地提高步进电动机系统的运行性能。要实现高性能的电流反馈型细分控制方式, 驱动器中的 PWM 控制电路的设计尤为重要, 它直接决定了系统性能的优劣。 2.2.1总体方案的设计与论证 方案一：以控制电路为核心的控制电路 原理图如：图2.2.1 图2.2.1 该方案以控制电路为核心，控制信号传送到控制电路，在控制电路上分析得到数字信号，数字信号通过数摸转换装置得到模拟信号输送到pwm产生电路，控制他产生响应波形，控制的信号的波形通过功率桥放大输送到步进电动机中。控制电动机的运动。在步进电动机中采样信号输送到控制电路中 ，在控制电路中进行误差的分析，然后在控制电路中做出相应的调整，使输出信号符合控制的要求。 方案二：以uc3637为核心的控制电路 该方案的原理图如图2.2.2 图2.2.2 该方案主要是以大规模集成芯片uc3637为核心的控制电路，由于该集成芯片具有数模转换的功能因此可以省去数模转换的环节。而且uc3637芯片具有自保护功能，把反馈信号传送到该芯片后，既可以实现波形的调整，又可以完成电路的保护功能； 方案的论证与选择 综合考虑各方面的因素，与方案一比较，方案二省去了数摸转换电路，增加了保护电路的环节。而且方案二的控制的环节简单，易于实现其控制的过程自动化，可以较好地应用于数控机床当中，实现机械加工的数控化，并且由于其应用集成芯片能够