数控原理-检测元件培训资料(.ppt

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1、CH4进给运动的控制内容提要：介绍数控系统的进给驱动装置。主要开环、半闭环、全闭环系统的各个组成部分及其进给运动控制的原理与特性。输入输出装置数控装置伺服系统机床电器控制装置机床本体知识准备伺服（Servo）系统又叫随动系统，是一种能够跟随指令信号的变化而动作的自动控制系统，它是以机床运动部件的位置和速度作为控制量的。？？什么是伺服系统在数控机床中，CNC装置是发布命令的“大脑”，而伺服系统则是数控机床的“四肢”，是一种执行机构，它能够准确地执行来自CNC装置的运动指令。伺服系统由伺服驱动装置、伺服电动机、位置检测装置等组成

2、。将电能转换为机械能，拖动机械部件移动或转动。主要内容§1概述§2开环数控系统进给运动的控制§3闭环及半闭环数控系统进给运动的控制及特性分析§4位置检测装置§1概述开环进给伺服驱动装置半闭环闭环全闭环1．开环伺服系统2．半闭环伺服系统3．闭环伺服系统§2开环数控系统进给运动的控制伺服控制驱动单元+步进电动机——开环伺服系统开环数控系统控制原理图电机机械执行部件A相、B相C相、…f、nCNC插补指令脉冲频率f脉冲个数n换算脉冲环形分配变换功率放大步进电动机步进电机的外观图步进电机的内部结构图一、反应式步进电机的结构二．步进电动

3、机的工作原理给A相绕组通电时，转子位置如图，转子齿偏离定子齿一个角度。由于励磁磁通力图沿磁阻最小路径通过，因此对转子产生电磁吸力，迫使转子齿转动；当转子转到与定子齿对齐位置时，因转子只受径向力而无切线力，故转矩为零，转子被锁定在这个位置上。由此可见：错齿是助使步进电机旋转的根本原因。二、步进电动机的工作原理一拍从一次通电到另一次通电。步距角每一拍转子转过的角度。运行方式1．通电方式的分析1423142314231423U1U2V1V2W2W11）m相单m拍运行（三相单三拍运行）通电顺序：U相→V相→W相→U相。①U相通电14

4、23U1U2V1V2W2W11423②V相通电U1U2V1V2W2W1③W相通电14231423一步两步三步※步距角：θ=30°河南工业大学电气工程学院2）m相双m拍运行（三相双三拍运行）通电顺序：UV相→VW相→WU相。1423U1U2V1V2W2W1①UV相通电14231423U1U2V1V2W2W1②VW相通电14231423U1U2V1V2W2W1③WU相通电1423※步距角：θ=30°142314233）m相单－双2m拍运行(三相单－双六拍运行）通电顺序：U→UV→V→VW→W→WU→U。1423U1U2V1V2W

5、2W111423U1U2V1V2W2W121423U1U2V1V2W2W131423U1U2V1V2W2W141423U1U2V1V2W2W151423U1U2V1V2W2W161423※步距角：θ=15°步距角θ步进电机定子绕组的通电状态每改变一次，其转子转过一确定的角度为步距角。步进电动机的步距角公式：θ=360°/ZmKm步进电动机的相数Z步进电动机转子的齿数K步进电动机通电方式单拍为1双拍为2三、步进电动机的运行特性1．步进电动机的静态特性当步进电动机一相或几相通入恒定不变的直流电流时，转子将固定在某一位置上保持不动

6、，这一状态称为静止状态。规定定子、转子齿轴线重合的位置为静态空载情况下的初始稳定平衡位置，转子偏离初始稳定平衡位置的电角度称为失调角。在静止状态下，电磁转矩与失调角之间的函数关系称为步进电动机的矩角特性。1．步进电动机的静态特性2．步进运行状态当接入控制绕组的脉冲频率较低，电动机转子完成一步之后，下一个脉冲才到来，则电动机呈现出一转一停的状态，称此状态为步进运行状态。3．连续运行状态当脉冲频率f较高时，电动机转子未停止而下一个脉冲已经到来，此时步进电动机已经不是一步一步地转动，而是呈连续运转状态。图4-26步进电动机的矩频特

7、性4.步进电动机的主要性能指标1）步距角步距角是步进电动机的主要性能指标之一。不同的应用场合，对步距角大小的要求不同。2）静态步距角误差即实际的步距角同理论的步距角之间的差值。常用理论步距角的百分数或绝对值来衡量。3）最大静转矩指步进电动机在规定的通电相数下矩角特性上的转矩最大值。通常技术数据中所规定的最大静转矩是指一相绕组通上额定电流时的最大转矩值。4）启动频率和启动矩频特性启动频率是能够使步进电动机由静止定位状态不失步地启动，并进入正常运行的控制脉冲最高频率，又称突跳频率。5）运行频率和运行矩频特性运行频率是指步进电动机

8、启动后，在控制脉冲频率连续上升时，能维持不失步运行的最高频率。通常给出的也是空载情况下的运行频率。6）额定电流和额定电压额定电流是指电动机静止时每相绕组允许通过的最大电流。额定电压是指驱动电源提供的直流电压。5.步进电动机的选择1．步距角的选择电动机的步距角取决于负载精度的要求。可将负载的