1.3.1开环伺服系统.pptVIP

1.3 进给伺服系统 1.3 进给伺服系统 1.3.1 概述 1.3.1 概述 指令信息 动作 位置、速度 位移、速度 二.要求 三.分类 三.分类 1.3.1 概述 习 题 习 题 习 题 1.3.2 开环伺服系统 一、组成 1.分类 2.步进电机的结构 2.步进电机的结构 2) 转子 4.工作原理 4.工作原理 4.工作原理 5.主要控制特性 1) 步距角（θ）及步距误差 步距角是两个相临脉冲时间内转子转过的角度,一般来 说步距角越小,控制越精确。 2）最高启动频率 3）最高工作频率 步进电机工作频率连续上升时，电动机不失步运行的最 高频率称为最高工作频率。 它的值也和负载有关。很显然，在同样负载下，最高工 作频率远大于己于启动频率. 4）矩频特性 二、步进伺服驱动电路 三、开环控制步进式伺服系统的工作原理 1. 工作台位移量的控制 数控装置发出N个脉冲，经驱动线路放大后，使步进电机定子绕组通电状态变化N次，如果一个脉冲使步进电机转过的角度为α，则步进电机转过的角位移量Φ＝Nα，再经减速齿轮、丝杠、螺母之后转变为工作台的位移量L，即进给脉冲数决定了工作台的直线位移量L。 2. 工作台进给速度的控制 数控装置发出的进给脉冲频率为f，经驱动控制线路，表现为控制步进电机定子绕组的通电、断电状态的电平信号变化频率，定子绕组通电状态变化频率决定步进电机的转速，该转速经过减速齿轮及丝杠、螺母之后，体现为工作台的进给速度V，即进给脉冲的频率决定了工作台的进给速度。 三、开环控制步进式伺服系统的工作原理 3. 工作台运动方向的控制 改变步进电机输入脉冲信号的循环顺序方向，就可改变定子绕组中电流的通断循环顺序，从而使步进电机实现正转和反转，相应的工作台进给方向就被改变。 习 题 习 题 习 题 7. 三相步进电机为什么常采用三相六拍驱动方式，而很少采 用三相三拍驱动方式？ 1.3.2 开环伺服系统 答：三相三拍驱动时，三相绕组是按A→B→C→A…或 A→C→B→A→…的顺序通电，而三相六拍驱动方式是按 A→AB→B→BC→C→CA→A→…顺序通电（或相反方向）。由 于三相六拍制在转换时始终保持有一相线圈通电，故其工作稳 定性好，而且步距角比三相三拍驱动方式缩小了一半，可以提 高位置精度。 下一页 上一页 返回 8. 常用步进电动机的性能指标有哪些？ 1.3.2 开环伺服系统 答：(1) 静态距一角特性和最大静态转矩。 (2) 启动转矩。 (3) 空载启动频率。 (4) 矩频特性。 下一页 上一页 返回 * * 返回 1.3.1 概述 1.3.2 开环伺服系统 1.3.3 闭环伺服系统 提 要 本章介绍进给伺服系统的构成及工作原理，叙述步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机等伺服驱动元件的结构及调速方法，阐述开环伺服系统、闭环伺服系统的构成及控制原理。 返回 下一页 上一页 目 标 掌握伺服系统的功能、分类及其特点：数控机床 对伺服系统的要求 掌握开环伺服系统的组成及工作原理 步进电机的工作原理、脉冲分配方式、驱动电源 的类型及工作原理 掌握感应同步器、光栅等检测元件的工作原理 掌握直流伺服电机位置控制原理 了解交流伺服电机位置控制原理 了解提高步进开环伺服系统精度的措施 返回 下一页 上一页 建 议 本章内容既有理论分析，又有实验研究，同时还涉及设计计算方法。学习中，应特别注意各种伺服驱动元件的调速方法和调速原理，了解各种驱动元件之间的性能比较及其应用场合。 返回 下一页 上一页 一、作用 ???以位置和速度作为控制量的自动控制系统 ????CNC装置与机床的联系环节 ????其性能直接决定和影响CNC系统的快速性、稳定性、精确性 返回 下一页 上一页 CNC 伺服系统 机床 步进伺服系统 伺服系统构成 CNC 步进电机 驱动放大 工作台 返回 一.构成 下一页 上一页 准确、可靠地执行指令 调速范围宽 ----- 10000：1以上，且稳定性好 带负载能力强 ------ 负载特性硬；足够大的加（减）速力矩 动态响应快 ----- 快速跟随指令脉冲，可频繁起、停、反向； 尽快消除负载扰动 误差无累积 位置精度高 返回 下一页 上一页 开环进给伺服系统 闭环进给伺服系统 半闭环进给伺服系统 返回 按有无反馈分 下一页 上一页 按控制信号分 按控制元件分