天骨中取业术学院看 Sino-German ocational Teghnology Institute 第四章 进给运动的控制 第一节,概述 第二节,步进驱动及开环进给控制 第三节,位置检测装置 第四节,交直流伺服驱动装置 CV术》一机械工程条 回速一遇出
返回主页 退出 第四章 进给运动的控制 第一节．概述 第二节．步进驱动及开环进给控制 第三节．位置检测装置 第四节．交直流伺服驱动装置
天骨中取业术学院看 Sino-German ocational Teghnology Institute 进给伺服系统的概念及要求: 第1概念:进给何服系纸是种高墙度的位职与定位系练服 令、位置指令 节 伺服驱动系统的框图 概 位置控制 速度控制 机床 工作台 位置检测 伺服电机 速度环 应置环 CMC技术》—机械工稚亲 返回一出一真下一页
一、进给伺服系统的概念及要求： 1概念：进给伺服系统是一种高精度的位置跟踪与定位系统。伺服 （servo）系统的作用就是严格执行控制系统发出的速度指 令、位置指令。 伺服驱动系统的框图 第 一 节 ． 概 述 返回目录 退出 上一页 下一页
天骨中取业术学院看 Sino-German ocational Teghnology Institute 从图中驱动装置可划分 1)步进驱动:由步进电机及驱动系统构成,不含有速 度环及位置环 电机分为:反应式(转子为铁芯) 2)直流驱动:采用交直变换原理,根据速度指令输出 相当的直流电压,加到直流电机的电枢上,来改变电机 的转速。电机为恒磁式(励磁为永磁铁)。缺点是存在 机械换向,需维护。 3)交流伺服驱动:根据:n=60fp n为电机转速、f为交流电源的频率、p为极对数。 根据速度指令,通过调节输出的f即可改变电机的转速 电机为交流同步电机,转子为永磁铁 CMC技术》—机械工稚亲 返回一出一真下一页
从图中驱动装置可划分 1）步进驱动：由步进电机及驱动系统构成，不含有速 度环及位置环 电机分为：反应式（转子为铁芯） 2）直流驱动：采用交直变换原理，根据速度指令输出 相当的直流电压，加到直流电机的电枢上，来改变电机 的转速。电机为恒磁式（励磁为永磁铁）。缺点是存在 机械换向，需维护。 3）交流伺服驱动：根据：n=60f/p n为电机转速、f为交流电源的频率、p为极对数。 根据速度指令，通过调节输出的f即可改变电机的转速。 电机为交流同步电机，转子为永磁铁 返回目录 退出 上一页 下一页
天骨中取业术学院看 Sino-German ocational Teghnology Institute 2要求: 1)精度高:精度指定位精度(停止时实际位移与位置指令误 差) 2)轮廓跟随精度(插补运动中位置误差的稳定) 3)快速响应、无超调:加减速时间快、但不能有超调和振荡 调速范围宽。 CMC技术》—机械工稚亲 返回一出一真下一页
2 要求： 1）精度高：精度指定位精度（停止时实际位移与位置指令误 差） 2）轮廓跟随精度（插补运动中位置误差的稳定） 3）快速响应、无超调：加减速时间快、但不能有超调和振荡 调速范围宽。 返回目录 退出 上一页 下一页
天骨中取业术学院看 Sino-German ocational Teghnology Institute 、应用范围:简易型数控机床、普通机床 的数控改造 第二节步进驱动及开环进给控制 铣床的传统改造 车床的传统改造 四工位立式电动刀架 向电机 精密滚珠丝杠 传统改造示意图 进给电机与丝杠连接 铣头改造 CMC技术》—机械工稚亲 遥回一出中重平页
一、应用范围：简易型数控机床、普通机床 的数控改造。 第 二 节 步 进 驱 动 及 开 环 进 给 控 制 返回目录 退出 上一页 下一页
天骨中取业术学院看 Sino-German ocational Teghnology Institute 二、步进驱动的原理:步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的 执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步 进电机按设定的方向转动一个固定的角度 1组成:步进驱动控制装置、步进电机、减速机构 实例如下图 脉冲 脉冲 「脉冲 工作 指令→ 发生器 分配器 放大器 电动机 机构 2各部分的作用: 数控装置:根据控制要求发出指令脉冲,指令脉冲的个数代表移 动距离;脉冲频率代表移动速度。 每发出一个脉冲电机旋转一个特定的角度,即步距角 环形分配:根据指令方向,依次产生步进电机的各相的通电步 骤,分为硬件环分、软件环分两种。 放大电路:放大环形分配的各相指令,产生步进电机的各相的驱 动电流 CMC技术》—机械工稚亲 返回一出一真下一页
二、步进驱动的原理：步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的 执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步 进电机按设定的方向转动一个固定的角度 1组成：步进驱动控制装置、步进电机、减速机构。 实例如下图 2各部分的作用： 数控装置：根据控制要求发出指令脉冲，指令脉冲的个数代表移 动距离；脉冲频率代表移动速度。 每发出一个脉冲电机旋转一个特定的角度，即步距角 环形分配：根据指令方向，依次产生步进电机的各相的通电步 骤，分为硬件环分、软件环分两种。 放大电路：放大环形分配的各相指令，产生步进电机的各相的驱 动电流 返回目录 退出 上一页 下一页
天骨中取业术学院看 Sino-German ocational Teghnology Institute 3三相三拍的原理介绍。 做出课件模拟步进电机的动作 步骤动画模拟 三相是指步进电机有三相定 子绕组,三拍是指每三次转换为 个循环 三相步进电机,定子有六个 磁极,分为三对,每个磁极上装有KND1sA系列系统外观及安装图 控制绕组。一对磁极通电后,对应 产生N/s极磁场;转子为带齿的铁 心(反应式)或磁钢(混合式)。 当定子三相依次通电时,三 ∫K 对磁极依次产生气隙磁场,吸引转 子一步步转动。 (a)A相通电 (b)B相通电 (c)C相通电 CMC技术》—机械工稚亲 返回一出一真下一页
3三相三拍的原理介绍。 做出课件模拟步进电机的动作 步骤 三相是指步进电机有三相定 子绕组，三拍是指每三次转换为一 个循环 三相步进电机，定子有六个 磁极，分为三对，每个磁极上装有 控制绕组。一对磁极通电后，对应 产生N/S极磁场；转子为带齿的铁 心（反应式）或磁钢（混合式）。 当定子三相依次通电时，三 对磁极依次产生气隙磁场，吸引转 子一步步转动。 返回目录 退出 上一页 下一页 [动画模拟]
天骨中取业术学院看 Sino-German ocational Teghnology Institute 4三相六拍: ti( 设A相首先通电,转子齿与定子A、A对齐 (图a)。然后在A相继续通电的情况下接通B相 这时定子B、B极对转子齿2、4产生磁拉力,使 转子顺时针方向转动,但是A、A极继续拉住齿1 (b) 3,因此,转子转到两个磁拉力平衡为止。这时 转子的位置如图3b所示,即转子从图(a位置顺时 针转过了15°。接着A相断电,B相继续通电。 这时转子齿2、4和定子B、B极对齐(图c),转 子从图(b)的位置又转过了15° 三相三拍的通电次序为:A-BCA; AB-BC-CA-AB 三相六拍的通电次序为:A-AB-B- BC-C-CA-A 可见三相三拍与三相六拍相比较,六拍的步距角 小,精度高。 CMC技术》—机械工稚亲 返回一出一真下一页
三相三拍的通电次序为：A-B-C-A;AB-BC-CA-AB 三相六拍的通电次序为：A-AB-B-BC-C-CA-A 可见三相三拍与三相六拍相比较， 六拍的步距角 小，精度高。 设A相首先通电，转子齿与定子A、A′对齐 （图a）。然后在A相继续通电的情况下接通B相。 这时定子B、B′极对转子齿2、4产生磁拉力，使 转子顺时针方向转动，但是A、A′极继续拉住齿1、 3，因此，转子转到两个磁拉力平衡为止。这时 转子的位置如图3b所示，即转子从图(a)位置顺时 针转过了15°。接着A相断电，B相继续通电。 这时转子齿2、4和定子B、B′极对齐（图c），转 子从图(b)的位置又转过了15 ° 4 三相六拍： 返回目录 退出 上一页 下一页
天骨中取业术学院看 Sino-German ocational Teghnology Institute 5三相硬件环分得的驱动控制 如图 三相步进电动机驱动装置 电源 A相驱动 CNC CLK B相驱动 装置DR 环形 ULA日分配器[「c相驱动 图4.2.6三相硬件环形分配器的驱动控制 CLK为指令脉冲DR为旋转方向, FULL/HALF为整步/半步的控制。 CMC技术》—机械工稚亲 返回一出一真下一页
5 三相硬件环分得的驱动控制 如图： CLK 为指令脉冲 DIR 为旋转方向， FULL/HALF 为整步/半步的控制。 返回目录 退出 上一页 下一页
天骨中取业术学院看 Sino-German ocational Teghnology Institute 60V 6驱动电路单电源: 100 Vsr信号为高电平-GD(光 木vD 电隔离二极管不导通,三极 +5V+12V 管截止)—VT基极有驱动电 180 流-L上通电。 4109 1kn Vsr信号为低电平-GD(光 VT 电隔离二极管导通,三极管 VDI 导通)-T基极没有驱动电 流-L上断电。 GD 图4.2.8单电压供电功放电路 CMC技术》—机械工稚亲 返回一出一真下一页
6 驱动电路单电源： Vsr信号为高电平---GD（光 电隔离二极管不导通，三极 管截止）----VT基极有驱动电 流----L上通电。 Vsr信号为低电平---GD（光 电隔离二极管导通，三极管 导通）----VT基极没有驱动电 流----L上断电。 返回目录 退出 上一页 下一页
