數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)概述

第六章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)

第一節(jié)概述第二節(jié)開環(huán)步進(jìn)式伺服系統(tǒng)第三節(jié)數(shù)控機床的檢測裝置第四節(jié)閉環(huán)伺服系統(tǒng)第五節(jié)閉環(huán)伺服系統(tǒng)分析1數(shù)控技術(shù)第一節(jié)概述

定義：以位置和速度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)又稱：隨動系統(tǒng)。即輸出隨輸入而變化。伺服：侍候和服從功用：接受CNC裝置送來的進(jìn)給指令脈沖，經(jīng)過一定的信號轉(zhuǎn)換，功率放大，轉(zhuǎn)化為機床各坐標(biāo)軸的進(jìn)給運動（承上啟下：橋梁作用）2數(shù)控技術(shù)第一節(jié)概述

功能的實現(xiàn)：主要通過對步進(jìn)電機、伺服電機的控制來實現(xiàn)。

綜述：伺服驅(qū)動系統(tǒng)作為一種實現(xiàn)進(jìn)給運動的執(zhí)行機構(gòu)，是數(shù)控機床的一個重要組成部分，在很大程度上決定了數(shù)控機床的性能。伺服控制技術(shù)是數(shù)控機床的關(guān)鍵技術(shù)之一。3數(shù)控技術(shù)第一節(jié)概述一、數(shù)控機床對伺服系統(tǒng)的要求二、伺服驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成三、伺服驅(qū)動系統(tǒng)的分類4數(shù)控技術(shù)一、數(shù)控機床對伺服系統(tǒng)的要求1精度高一般脈沖當(dāng)量為0.01—0.001mm2快速響應(yīng)特性好能在200ms以內(nèi)恢復(fù)平衡3調(diào)速范圍大調(diào)速范圍在1—10000之間4可靠性好平均無故障工作時間達(dá)一萬小時以上。5數(shù)控技術(shù)二、伺服驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成1比較環(huán)節(jié)（開環(huán)沒有）2驅(qū)動控制單元3執(zhí)行元件4反饋檢測單元（開環(huán)沒有）比較控制環(huán)節(jié)檢測與反饋單元驅(qū)動控制單元電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令數(shù)控裝置伺服驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成6數(shù)控技術(shù)三、伺服驅(qū)動系統(tǒng)的分類一般根據(jù)其控制原理和有無位置檢測反饋環(huán)節(jié)來進(jìn)行分類：1開環(huán)伺服系統(tǒng)2閉環(huán)伺服系統(tǒng)3半閉環(huán)伺服系統(tǒng)7數(shù)控技術(shù)1開環(huán)伺服系統(tǒng)電機機械執(zhí)行部件A相、B相C相、…f、nCNC插補指令脈沖頻率f脈沖個數(shù)n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大數(shù)控裝置8數(shù)控技術(shù)2閉環(huán)伺服系統(tǒng)位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋數(shù)控裝置9數(shù)控技術(shù)3半閉環(huán)控制系統(tǒng)位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動檢測與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機機械執(zhí)行部件CNC插補指令實際位置反饋實際速度反饋數(shù)控裝置10數(shù)控技術(shù)第二節(jié)開環(huán)步進(jìn)式伺服系統(tǒng)

開環(huán)步進(jìn)式伺服系統(tǒng)主要由：環(huán)形脈沖分配器（環(huán)分）功率放大器（功放）步進(jìn)電機等組成工作時從左向右，設(shè)計時從右向左。所以先看步進(jìn)電機。11數(shù)控技術(shù)一、步進(jìn)電機的工作原理和特性1、概念：每給一個脈沖走一步。2、類型：根據(jù)力矩產(chǎn)生原理：反應(yīng)式、勵磁式、混合式根據(jù)相數(shù)：三相、四相、五相、…根據(jù)繞組分布：徑向繞組、軸向繞組、混合繞組根據(jù)運動方式：回轉(zhuǎn)式、直線式3、應(yīng)用：數(shù)控機床、機器人、打印機…12數(shù)控技術(shù)軸向繞組13數(shù)控技術(shù)三相、徑向、反應(yīng)式步進(jìn)電機工作原理組成：轉(zhuǎn)子（帶齒）定子（6個磁極、三相繞組）。通電方式：單三拍正轉(zhuǎn)：A-B-C-A

單三拍反轉(zhuǎn)：A-C-B-A

雙三拍正轉(zhuǎn)：AB-BC-CA-AB

雙三拍反轉(zhuǎn)：AC-CB-BA-AC

三相六拍正轉(zhuǎn)：A-AB-B-BC-C-CA-A三相六拍反轉(zhuǎn)：A-AC-C-CB-B-BA-A14數(shù)控技術(shù)工作原理

15數(shù)控技術(shù)單三拍電壓波形

16數(shù)控技術(shù)雙三拍電壓波形

17數(shù)控技術(shù)三相六拍電壓波形18數(shù)控技術(shù)徑向式步進(jìn)電機結(jié)構(gòu)圖19數(shù)控技術(shù)步進(jìn)電機鍋的基本特修點1）轉(zhuǎn)角綠與脈沖數(shù)漆成正比２）轉(zhuǎn)速蹤蝶與脈沖頻怠率成正比3）轉(zhuǎn)棍向取決尊于通電堂順序4）輸席出轉(zhuǎn)角挽精度高5）自色整角能拾力缺點:（１）效絡(luò)率低（２）內(nèi)沒有過遲載能力（３）低塊頻共振現(xiàn)艘象或震蕩20數(shù)控技術(shù)步進(jìn)電看機的主揀要特性１步距角捕和步距誤越差２啟動頻閑率3連續(xù)運芬行的最高歸工作頻率fmax4加減舞速特性5矩頻出特性和灰動態(tài)轉(zhuǎn)區(qū)矩21數(shù)控技哲術(shù)步距角歷和步距惜誤差步距角系：α＝３６拉０0／mz棉k式中：m_步進(jìn)電挺機相數(shù)z_轉(zhuǎn)子齒數(shù)k_拍數(shù)和相征數(shù)的比例儲系數(shù)三相三域拍制式礙時，k=1;三相六拍捏制式時，k=２步距誤差減：轉(zhuǎn)子每政一步實際修轉(zhuǎn)過的角碑度與理論恒步距角之妨差步進(jìn)電機泳的主要特輛性22數(shù)控技寬術(shù)啟動頻攏率空載時裹，步進(jìn)遺電動機取由靜止鍛狀態(tài)突懷然起動史，并進(jìn)禮入不丟黑步的正失常運行后的最高勺頻率，丈稱為起辛動頻率胖或突跳壟頻率。加給步進(jìn)生電動機的浴指令脈沖鮮頻串如大助于起動頻遭率，就不示能正常工墓作。步進(jìn)電仔動機在弦?guī)ж?fù)載性(尤其醋是慣性禁負(fù)載)恨下的起輸動頻率配比空載浮要低，負(fù)而且，奧隨著負(fù)蝦載加大販(在允飼許范圍編內(nèi))，敵起動頻僅率會進(jìn)即一步降食低。步進(jìn)電機攤的主要特端性23數(shù)控技術(shù)連續(xù)運行億的最高工株作頻率fmax：步進(jìn)電動薪機啟動以炸后，其運執(zhí)行速度能散跟蹤指令唉脈沖頻率轉(zhuǎn)連續(xù)上升但而不丟步直的最高工波作頻率，形稱為連續(xù)宗運行頻率渡。其值遠(yuǎn)撥大于起噴動頻率產(chǎn)，它也吧隨著電犯動機所古帶負(fù)載首的性質(zhì)晌和大小戀而異，魄與驅(qū)動廈電源也攤有很大太關(guān)系。步進(jìn)電璃機的主卻要特性24數(shù)控技染術(shù)加減速尚特性：在加減速宵的過程中恢通電狀態(tài)瘦變化的頻黑率與時間推的關(guān)系。要求：加任速時要逐芬漸加速；近減速時要炊逐漸減速騰。步進(jìn)電粘機的主秋要特性25數(shù)控技渴術(shù)矩頻特性皇和動態(tài)轉(zhuǎn)紋矩：矩頻特性M=F(博f)是描述步沈進(jìn)電動機禽連續(xù)穩(wěn)定膀運行時輸誦出轉(zhuǎn)矩與繼連續(xù)運行顫頻率之間割的關(guān)系(餐見圖2-互25)。該特性櫻上沒一冒個頻率自對應(yīng)的利轉(zhuǎn)矩稱圓為動態(tài)斯轉(zhuǎn)矩。叮使用時挨，一定鋸要考慮鍋動態(tài)轉(zhuǎn)夫矩隨連積續(xù)運行疲頻率的荷上升而等下。步進(jìn)電機灑的主要特甲性26數(shù)控技術(shù)二、步惰進(jìn)電機熔的選擇根據(jù)運條行速度陰、負(fù)載唉轉(zhuǎn)矩、通負(fù)載轉(zhuǎn)羊動慣量寬、步加距角來鴉選擇。Mm=（Jm+Jleq）ε1+MleqJLeq=J1+J2/ι/帖ι+（斬t/2倉πι)2W/gMleq=t/材(2π液ι)（控FL+μW）27數(shù)控技術(shù)三、步勝進(jìn)電機柳的驅(qū)動卻控制線回路功能：茅將具有逮一定頻敵率、一哀定數(shù)量閣和方向芒的進(jìn)給佳脈沖轉(zhuǎn)引換成控丹制步進(jìn)兵電機各小相繞組貢通斷的志電平信尋號。進(jìn)給脈沖脈沖混合電路加減脈沖分配電路加減速電路環(huán)形分配器功率放大器步進(jìn)電機28數(shù)控技查術(shù)1脈沖尖混合電路信：將各種信房誠號混合成揀工作臺正向豎進(jìn)給的“德正向脈沖”葡和反向進(jìn)富給的--牽---陳-2加糖減脈沖農(nóng)分配電驗路：從正在進(jìn)授給方向的進(jìn)給脈沖舒指令中，抵消相同查數(shù)量的相反方向的帶補償脈沖三、步進(jìn)去電機的驅(qū)貓動控制線洪路29數(shù)控技術(shù)三、步驕進(jìn)電機裙的驅(qū)動燭控制線拔路3加減速電音路（升降收速電路）Pa（fa）同步器可逆計數(shù)器數(shù)模轉(zhuǎn)換振蕩器Pb（fb）30數(shù)控技術(shù)硬件環(huán)形潤分配器：克如集成塊CH2受50、壞YB0躁16等，它牙一般由D-觸發(fā)器、J-K觸發(fā)器暑、CMOS電路和門雨電路組成逆。軟件環(huán)米形分配畫器：比布較簡單橫，但速館度慢些拳，多占判用I/O點。4環(huán)形分配器三、步進(jìn)禿電機的驅(qū)獄動控制線丑路31數(shù)控技帆術(shù)JK觸發(fā)器組竄成的五相升十拍環(huán)形輪分配器組成：五肺個組合邏晉輯控制門殘、五只JK觸發(fā)器JK觸發(fā)器的挪特性：CP=犧1時，正董向輸出暫=J端的輸入CP=塔0時，輸壩出不變鑄。JK觸發(fā)器的康作用：使浸送來分配群的脈沖處弄于低電平席時輸出保持列原來的狀央態(tài)。通電順序廈：ABC碑—BC砌—BC墨D—C的D—C渡DE—秋DE—辱DEA揮—EA—E騎AB—A浮B—AB姥C三、步進(jìn)蠻電機的驅(qū)舟動控制線遙路32數(shù)控技味術(shù)指令脈沖煮經(jīng)兩個反傷相器驅(qū)動襲，作為觸演發(fā)脈沖送也到各觸發(fā)衰器開始工組作時，肚由清零僚控制線望將五個羞觸發(fā)器慕置為“臉0”狀振態(tài)，這明時：A=1拾B=1夜C=1宇D=0棵E=0以正向遼控制為角例說明娛原理。K+為1，K-為0時，把只有正向截控制門起竭作用。各觸發(fā)電器J端的輸入豆?fàn)顟B(tài)：A1J=峰-A3A2J=犧A4窮A3J=茄A5罪A4J=笨A1混A5J=停A2五相十吐拍環(huán)形款分配器33數(shù)控技背術(shù)A1J=-A3=CA2J=A4=DA3J=A5=EA4J=A1=-AA5J=A2=-B34數(shù)控技術(shù)五相十拍窯環(huán)分正向柿工作過程初態(tài)：A=1備B=要1C瀉=1荒D=0線E=處0智A1準(zhǔn)備翻轉(zhuǎn)第一個編脈沖：A=0暢B=比1C肆=1刑D=0興E=亮0掉A4準(zhǔn)備翻賭轉(zhuǎn)第二個脈準(zhǔn)沖：A=0突B=1歐C=1防D=1向E=0襪A2準(zhǔn)備翻筑轉(zhuǎn)第三個姨脈沖：A=0改B=0垃C=1蕩D=1列E=0飼A5準(zhǔn)備翻轉(zhuǎn)第四個脈濱沖：A=0藥B=撲0C蝴=1夢D=1渡E=室1罪A3準(zhǔn)備翻獲轉(zhuǎn)第五個軍脈沖：A=0茅B=連0C流=0詢D=1掘E=敗1馳A1準(zhǔn)備翻辦轉(zhuǎn)第六個陣脈沖：A=1險B=0碌C=0仿D=1魚E=1豆A4準(zhǔn)備翻轉(zhuǎn)第七個脈碰沖：A=1頌B=0叔C=0味D=0等E=1哨A2準(zhǔn)備翻轉(zhuǎn)第八個先脈沖：A=1金B(yǎng)=鼻1C該=0跟D=0助E=塌1禁A5準(zhǔn)備翻省轉(zhuǎn)第九個脈訴沖：A=1皂B=1醬C=0能D=0熄E=0傅A(chǔ)3準(zhǔn)備翻轉(zhuǎn)第十個脈瘡沖：A=1改B=1泡C=1截D=0廊E=0諒A1準(zhǔn)備翻轉(zhuǎn)回到初態(tài)左，一個循嘩環(huán)結(jié)束。A1J=-A3=CA2J=A4=DA3J=A5=EA4J=A1=-AA5J=A2=-B35數(shù)控技術(shù)單電壓柔功放雙電壓功呈放三、步進(jìn)涉電機的驅(qū)德動控制線淺路5浩功率放鄉(xiāng)豐大器36數(shù)控技術(shù)單電壓功豆放末級功放躍采用大功租率晶體管堆，工作在騎開關(guān)狀態(tài)烈（要么飽矛和，要么第截止）二極管泛：提供千放電回倉路，保徒護(hù)三極屑管電阻：燭提高電脂流上升骨速度，腸但消耗寇功率37數(shù)控技畜術(shù)單電壓冤功放38數(shù)控技術(shù)雙電壓功酷放L—繞組VT1—高壓管VT2—低壓管工作過程猜：環(huán)分每相研輸出的脈退沖信號分扒成兩路：一路控自制T2的導(dǎo)通和撤截止。當(dāng)T2導(dǎo)通時激，U2-蔑L(fēng)-R卷-T2街-地；另一路彼，經(jīng)微站分電路蹈或單穩(wěn)拌態(tài)觸發(fā)賓器，靠窄脈腔沖控制嫁高壓管思的導(dǎo)通削和截止良。一開始高匠壓供電，來后來低壓浩供電。特點：高齊壓供電，看電流上升喚快，有利霧于提高啟財動頻率和耀最高工作往頻率：低摧壓供電時狗，能維持館額定電流線值，而功紹耗較低39數(shù)控技飾術(shù)高低壓掌驅(qū)動電截路高壓低壓停線圈1S幾千次!!驅(qū)動器:電路集成40數(shù)控技偉術(shù)環(huán)分加母驅(qū)動堵簡礎(chǔ)稱驅(qū)動CPDIR+5V~59VUVW華龍41數(shù)控技為術(shù)電流波形42數(shù)控技術(shù)四提紋高步進(jìn)伺駕服系統(tǒng)精蝦度的措施1傳動間公隙補償2螺距津誤差補蛛償3細(xì)分喂電路43數(shù)控技徐術(shù)螺距誤梳差補償44數(shù)控技超術(shù)細(xì)分電路在進(jìn)給播速度不睜變的情春況下,步距角相凳當(dāng)于原來鹽多少?45數(shù)控技術(shù)第三節(jié)旁數(shù)控機床欣的檢測裝稈置概述進(jìn)給伺婚服系統(tǒng)槐對位置盯測量裝村置的要令求位置檢測倡裝置的分沃類旋轉(zhuǎn)變壓換器感應(yīng)同將步器光柵脈沖編碼懼器46數(shù)控技術(shù)概述檢測裝置粉是閉環(huán)伺襪服系統(tǒng)的斬重要組成揭部分作用：檢籃測各種位刺移和速度描，發(fā)出反咐饋信號，陰構(gòu)成閉環(huán)宋控制閉環(huán)系統(tǒng)界的加工精籮度主要取蘆決于--稱----分辨率毀：位移被檢測系緞統(tǒng)能測鏈出的最沾小位移碼量要求：工作可靠送，抗干擾企能力強；使用維護(hù)爽方便；滿足精度顛、位移、詢速度要求顆；成本低曉。47數(shù)控技訴術(shù)位置檢歇測裝置產(chǎn)分類：概述48數(shù)控技杠術(shù)一、旋斑轉(zhuǎn)變壓彎器1旋轉(zhuǎn)替變壓器的否結(jié)構(gòu)2工作拍原理鑒相工黑作法鑒幅工旺作法3旋轉(zhuǎn)拘變壓器的輩應(yīng)用49數(shù)控技術(shù)1旋轉(zhuǎn)膊變壓器的搶結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)變錄壓器是冠一種角悟位移測赴量裝置巡壽，由定鎮(zhèn)子和轉(zhuǎn)復(fù)子組成臘。相似于兩斥相繞線式挑異步電動計機旋轉(zhuǎn)變壓拔器的工作攔原理與普磚通變壓器有基本相似青，其中定次子繞組作室為變壓器脖的一次側(cè)繭，接受勵先磁電壓。鞭轉(zhuǎn)子繞組緩作為變壓瞇器的二次鄰側(cè)，通過幫電磁耦合變得到感應(yīng)免電壓，只絞是其輸出拜電壓大小閥與轉(zhuǎn)子位聯(lián)置有關(guān)。旋轉(zhuǎn)變攔壓器通角過測量茄電動機描或被測煙軸的轉(zhuǎn)召角來間含接測量鎮(zhèn)工作臺蠟的位移火。分為有演刷式和宋無刷式形式：辦旋轉(zhuǎn)變免壓器分顯為單極徒和多極圣形式，急兩極繞譯組、四舞極繞組50數(shù)控技術(shù)電磁耦合攻：在定子繞羞組上加激磁電劃壓，在轉(zhuǎn)子將繞組兩鍋端取出感應(yīng)電壓，再根莊據(jù)感應(yīng)憐電壓的相位角或么幅值來測量禾轉(zhuǎn)子的鳳轉(zhuǎn)角。在相對轉(zhuǎn)本角θ較小時，θ正比于械感應(yīng)電扇壓的幅織值，θ＝０，轉(zhuǎn)子和定子貧的磁軸垂左直。轉(zhuǎn)子梅安裝在絲持杠上，定薦子安裝在拴底座上，則θ角代表墳的是絲爆杠轉(zhuǎn)過圖的角度青，間接儉反映了稱工作臺盟位移。皂只要測出仿幅值，山便間接根得出θ和工作臺境位移2鋸工作原殼理51數(shù)控技廣術(shù)３旋轉(zhuǎn)兄變壓器巴的應(yīng)用四極繞被組旋轉(zhuǎn)舊變壓器摧作為位叢置檢測鼓裝置，炸有兩種隨典型工會作方式滅：鑒相式：絹根據(jù)感應(yīng)謊輸出電壓落的相位來治檢測位移慎量；鑒幅式斗：根據(jù)牲感應(yīng)輸珍出電壓湊的幅值跌來檢測仿位移量法。52數(shù)控技術(shù)３旋轉(zhuǎn)降變壓器兇的應(yīng)用給定子兩斧繞組分別今通以幅值息相同、頻近率相同、奮相位差9理00的交流妥勵磁電牲壓，即這兩個涼勵磁電撲壓在轉(zhuǎn)錦子繞組咐中都產(chǎn)老生了感賓應(yīng)電壓男，轉(zhuǎn)子裁中的感蝕應(yīng)電壓捧應(yīng)為這襖兩個電者壓的代袖數(shù)和：由式可著見，轉(zhuǎn)子輸出棋電壓的相伐位角和轉(zhuǎn)野子的偏轉(zhuǎn)焰角之間有貧嚴(yán)格的對在應(yīng)關(guān)系，這樣，閣只要專用鑒相器檢姻測出轉(zhuǎn)緊子輸出饑電壓的期相位角搬，就可顧知道轉(zhuǎn)徒子的轉(zhuǎn)晨角。由值于旋轉(zhuǎn)黑變壓器丘的轉(zhuǎn)子退和被測全軸連接艙在一起例，被測腳軸的角前位移就欲知道了停。鑒相式掠工作方候式：53數(shù)控技痰術(shù)３旋轉(zhuǎn)變循壓器的應(yīng)喪用鑒幅式工致作方式：給定子的章兩個繞組賭分別通以通頻率相同葬、相位相志同、幅值徹分別按正菜弦和余弦吃變化的交堡流激磁電群壓，即則轉(zhuǎn)子上而的疊加電鉆壓為由式可速見，轉(zhuǎn)啊子感應(yīng)挽電壓的歸幅值隨望轉(zhuǎn)子的通偏轉(zhuǎn)角叨而變化丈，用專未用鑒相器測量制出幅值即可可求得轉(zhuǎn)繪角。54數(shù)控技川術(shù)3草旋轉(zhuǎn)變住壓器的碧應(yīng)用Sin/妻cosA/D工作臺D/A放大器伺服電機定子轉(zhuǎn)子反饋脈沖指令脈腥沖絲杠寄存請問：訂此圖的李工作方疲式是鑒箏相型，喚還是鑒刷幅型？ψθ△θ前向通道反饋通道55數(shù)控技術(shù)二、感序應(yīng)同步懼器1感袖應(yīng)同步澆器的結(jié)撈構(gòu)特點2感堤應(yīng)同步碼器的工挺作原理3感應(yīng)價同步器的消使用4性種能特點袋與應(yīng)用正場合56數(shù)控技術(shù)1感應(yīng)漸同步器啄結(jié)構(gòu)sincos節(jié)距2τ（2mm）節(jié)距（0.5mm）絕緣粘膠銅箔鋁箔耐切削液涂層基板(鋼、銅)滑尺57數(shù)控技術(shù)感應(yīng)同載步器安檔裝圖58數(shù)控技壇術(shù)2粥感應(yīng)同縣步器的對工作原劃理感應(yīng)同步袋器是利用再勵磁繞組不與感應(yīng)繞屢組間發(fā)生谷相對位移蹦時，由于滔電磁耦合絡(luò)的變化，畢感應(yīng)繞組隱中的感應(yīng)升電壓隨位集移的變化殊而變化，燦借以進(jìn)行食位移量的居檢測。感應(yīng)同步蝦器滑尺上防的繞組是項勵磁繞組眉，定尺上撕的繞組是奧感應(yīng)繞組。59數(shù)控技術(shù)2感頌應(yīng)同步器垃的工作原嗽理當(dāng)滑尺正郵旋繞組上的加激磁電區(qū)壓Vs后，與膨之相耦驅(qū)合的定露尺繞組腫上的感昂應(yīng)電壓腳為：VB=KVScos編θ滑尺余旋襪繞組上加間激磁電壓Vc后，與之基相耦合的島定尺繞組豈上的感應(yīng)才電壓為：VB=KVccos堆（θ+議π/2綿）=－敲KVSsinθ滑尺正支、余旋怠繞組上后同時加喘激磁電芽壓Vs、Vc時，感錄應(yīng)同步旁器的磁騎路可是坡為線性痕的，根毒據(jù)疊加滅原理，滿則與之部相耦合告的定尺旅繞組憐上的總儀感應(yīng)電擾壓為：VB=VBS+VBC=KVScos嬸θ－K磨VcsinθK—電磁感應(yīng)免系數(shù)θ—定尺繞蠟組上的斜感應(yīng)電鋪壓的相樓位角60數(shù)控技均術(shù)鑒相式工套作方式為何能測0.0悶01m思m??61數(shù)控技紐奉術(shù)3感默應(yīng)同步器濃的使用A安裝時鈔，定尺收安裝在跨機床固曲定部件財上，滑源尺安裝剛在移動開部件上墨，定尺賤與滑尺拾都應(yīng)該屋與機床亦導(dǎo)軌面漁平行B可拼裝樂成各種梢需要的朋長度，葬定尺2家00mmC注意安裝辟間隙，定怒尺與滑尺蓮間隙0.2瞎5+0.05mm62數(shù)控技薯術(shù)4性宅能特點與籍應(yīng)用場合感應(yīng)同炎步器屬沉增量式籍、非接犁觸式位卵移或角悠位移測霸量裝置貼。感應(yīng)同步傳器的測量坦周期為其攪?yán)@組的節(jié)客距2τ（2m蹲m）測量精度德高，平均字自補償特怨性；測量長度叮不受限制乓，通過接腸長可滿足刷大行程測抬量的要求遍。對環(huán)境的揮適應(yīng)能力搬強：抗?jié)褙?fù)、溫度、系熱變形影寨響的能力辜強；維護(hù)簡單暮、壽命長扭：非接觸支測量，無鼠磨損，精嗎度保持性滔好。缺點：易摸受電磁干皇擾，應(yīng)加棵強屏蔽。63數(shù)控技排術(shù)三、光柵1光柵薪的結(jié)構(gòu)和蕩種類2光柵枕檢測的工訪作原理3標(biāo)柴尺光柵脅移動方咱向的判葛別:4提高臣光柵系統(tǒng)溜分辨率5性能癢特點與應(yīng)濤用場合64數(shù)控技術(shù)1光船柵的結(jié)構(gòu)參和種類A種類:從形狀微上看，柄又可分悶為圓光酸柵和直宏線光柵根據(jù)光從線在光鹿柵中是盤透射還活是反射忌分為透凍射光柵切和反射仗光柵B結(jié)構(gòu):直線光柵沉通常包括標(biāo)一長和一暢短兩塊配唉套使用，旅其中長的灰稱為標(biāo)尺慚光柵或長針光柵，一吳般固定在裙機床移動償部件上，結(jié)要求與行脹程等長。贏短的為指呢示光柵或亞短光柵，譽裝在機床哄固定部件歷上。兩光堵柵尺是刻億有均勻密縮慧集線紋的哪透明玻璃遇片，線紋訊密度為2夫5、50仰、100射、250膀條/mm等。線丑紋之間酒距離相私等，該宵間距稱廊為柵距燦，測量莖時它們吉相互平鞋行放置亡，并保累持0.寧05~致0.1mm的間隙。組成:光酷源、標(biāo)尺謹(jǐn)光柵、指像示光柵、嶼光電源件65數(shù)控技術(shù)2俘光柵檢測廢的工作原餐理當(dāng)指示光袍柵上的線聞紋與標(biāo)尺煤光柵上的苦線紋成一醬小角度放珍置時，兩幕光柵尺上掛線紋互相榮交叉。在勺光源的照轎射下，交拒叉點附近蓋的小區(qū)域勾內(nèi)黑線重香疊，形成迫黑色條紋斑，其它部匠分為明亮腔條紋，這熟種明暗相盞間的條紋突稱為莫爾詳條紋。莫墨爾條紋與超光柵線紋富幾乎成垂詞直方向排酸列。嚴(yán)格仍地說，是豎與兩片光浴柵線紋夾烤角的平分觀線相垂直羅。莫爾條厘紋的特廉點:放大作謠用起平均誤救差的作用莫爾條紋娃的移動與勇柵距的移俗動成正比66數(shù)控技匆術(shù)2厘光柵蚊檢測的看工作原奮理放大作用用W（mm）表示莫爾戀條紋的寬卵度，P(mm)表示柵忌距，(rad野)為光柵線鉆紋之間的拒夾角，則螺有莫爾條躁紋寬度W與角成谷反比，全越小，聞放大倍商數(shù)越大蒙。67數(shù)控技術(shù)2側(cè)光柵蓮檢測的智工作原努理均化誤差版作用莫爾條紋多是由光柵珠的大量刻銜線共同組廢成，例如椒，200嫂條/mm的光柵，絞10mm寬的光柵虎就由20郊00條線鍛紋組成，陶這樣?xùn)啪嘣g的固爸有相鄰誤毒差就被平竿均化了，紫消除了柵蜘距之間不狐均勻造成求的誤差。莫爾條彼紋的移押動與柵賽距的移校動成比發(fā)例當(dāng)光柵招尺移動數(shù)一個柵搶距P時，莫毛爾條紋好也剛好共移動了雁一個謊條紋寬啟度W。只要通不過光電坦元件測輔出莫爾桑條紋的覺數(shù)目，故就可基知道光貓柵移動粉了多少際個柵距泄，工作兼臺移動類的距離勤可以也計算出紹來。若口光柵移腿動方向率相反，糖則莫爾掌條紋移怖動方向弓也轉(zhuǎn)相反68數(shù)控技指術(shù)透射光柵69數(shù)控技切術(shù)光柵工山作原理光柵測飯量系統(tǒng)嶼如圖所米示，由光源、聚慨光鏡、光喝柵尺、光除電元件和寸驅(qū)動線路組成。讀古數(shù)頭光源攜采用普通島的燈泡，束發(fā)出輻射堆光線，經(jīng)終過聚光鏡壤后變?yōu)槠叫列泄馐y照射光柵慘尺。光電峰元件（常贏使用硅光撲電池）接藏受透過光彈柵尺光強男信號，并減將其轉(zhuǎn)換悔成相應(yīng)的律電壓信號繁。由于此燦信號比較煩微弱，在以長距離傳駛遞時，很端容易被各察種干擾信賺號淹沒，笨造成傳遞殺失真，驅(qū)鋪動線路的讓作用就是旺將電壓信個號進(jìn)行電犁壓和功率奶放大。除撐標(biāo)尺光柵播與工作臺腹一起移動晨外，光源禾、聚光鏡喉、指示光上柵、光電素元件和驅(qū)頑動線路均碌裝在一個鹽殼體內(nèi)，賺作成一個勤單獨部件謀固定在機葉床上，這衣個部件稱鼻為光柵讀小數(shù)頭，又舒叫光電轉(zhuǎn)促換器，其循作用把光鞏柵莫爾條秘紋的光信獵號變成電夢信號70數(shù)控技術(shù)光柵工作伏原理71數(shù)控技至術(shù)光柵信號蔑的光電轉(zhuǎn)社換72數(shù)控技提術(shù)光柵信吧號的四香倍頻線閃路73數(shù)控技術(shù)3何標(biāo)尺光柵春移動方向摟的判別:標(biāo)尺光遵柵右移條紋上移狹縫S2接受跟信號超晨前B/4標(biāo)尺光柵頂左移條紋下仔移狹縫S1接受信號兩超前B/474數(shù)控技濱術(shù)4兇提高舌光柵系倡統(tǒng)分辨尸率A提高光逐柵線紋挨密度B細(xì)分電漂路（倍追頻電路需）75數(shù)控技妖術(shù)5性現(xiàn)能特點與矮應(yīng)用場合性能特霞點:增量式帝測量方勵式、非閉接觸式脂測量。狼測量精鍬度高、介檢測范隸圍大、使易于實聚現(xiàn)測量節(jié)信號的哥數(shù)字化套。缺點是不清能承受大覆的沖擊和漆振動，不筐耐油塵污隆染。應(yīng)用場嫁合：工作臺位解移或電機蘆軸角位移鑒等精密測瓜量。76數(shù)控技術(shù)四、脈宜沖編碼器編碼盤芽直接裝年在旋轉(zhuǎn)巷軸上測量角位鴿移和角速惜度輸出信號嶄為電脈沖兩種類幼型：1刪增量式紹光電編爬碼盤2絕鍛對值式編取碼盤光電編碼塵器的特點77數(shù)控技視術(shù)1增量式光決電編碼盤信號處理裝置abz碼盤基片透鏡光源光敏元件透光狹縫光欄板節(jié)距τAABBZZm+τ/4一個測敲量周期78數(shù)控技川術(shù)2絕姓對值式編挽碼盤010111100110011110001001101010111100110111110000000100100011010001234超一圈如描何處理??缺點是勸什么?與增量式師比較79數(shù)控技術(shù)循環(huán)編護(hù)碼盤111100011101110001000101011101100010001100001000100110111010111001234010留1+001喝00111讀錯有無語影響??特點是拜什么？80數(shù)控技跑術(shù)光電編碼廈器的特點非接觸測背量，無接汪觸磨損，董碼盤壽命寶長，精度姓保證性好烤；允許測殲量轉(zhuǎn)速暴高，精祖度較高末；。光電轉(zhuǎn)換盆，抗干擾銅能力強；體積小少，便于品安裝，餅適合于挨機床運慰行環(huán)境?。唤Y(jié)構(gòu)復(fù)葬雜，價覺格高，欄光源壽鑼命短；碼盤基片肚為玻璃，艦抗沖擊和敞抗震動能伏力差。81數(shù)控技術(shù)第四節(jié)盜閉環(huán)伺牛服系統(tǒng)一、閉燈環(huán)伺服呀系統(tǒng)的舟執(zhí)行元墳件1.直流蜓伺服電機2.交流秒伺服電機二、鑒埋相式伺酒服系統(tǒng)三、鑒狹幅式伺果服系統(tǒng)四、數(shù)字駝脈沖比較慘式伺服系浮統(tǒng)82數(shù)控技術(shù)一、閉吼環(huán)伺服學(xué)系統(tǒng)的歲執(zhí)行元麗件對執(zhí)行元雅件的要求輝：1調(diào)源速范圍登寬，在弄整個調(diào)忍速范圍催內(nèi)，輸襪出的運指動有良榆好的穩(wěn)位定性。剃一般調(diào)米速范圍購應(yīng)大于抄100坑00，息低速能鼓達(dá)到0生.1r/mi廈n以下。2負(fù)載荒特性硬蜻當(dāng)負(fù)漢載變化時題，輸出速父度基本不繩變。有足胡夠的過載味能力。3動慈態(tài)響應(yīng)液快本在0泡.2秒法內(nèi)達(dá)到齡穩(wěn)態(tài)精亞度。要槽求靜態(tài)鍛、動態(tài)海誤差小吧，反向宴死區(qū)小枕。4能頻董繁啟、停盼及換向。83數(shù)控技術(shù)1直來流伺服電信動機直流伺榜服電動養(yǎng)機的特脊點A小慣量滅直流伺收服電動移機B寬調(diào)速直暫流伺服電糾動機直流伺螺服電動舍機的速凡度調(diào)節(jié)84數(shù)控技術(shù)直流伺服電動機特點過載倍戰(zhàn)數(shù)大，迅時間長賣；具有大的賀轉(zhuǎn)矩/慣強量比，電富機的加速余大，響應(yīng)火快。低速轉(zhuǎn)等矩大，功慣量大盟，可與黃絲桿直噸接相聯(lián)諒，省去態(tài)了齒輪造等傳動泳機構(gòu)。中可提高昌了機床遷的加工仿精度。調(diào)速范蘭圍大，蠅與高性比能的速撓度控制盒單元組紫成速度蕩控制系燙統(tǒng)時，真調(diào)速范獸圍超過敬1∶2熟000撿。帶有高敘精度的孫檢測元謹(jǐn)件(包武括速度丹和轉(zhuǎn)子洞位置檢遭測元件竭)；電機允騙許溫度賄可達(dá)1級50°形～18怠0℃，濱由于轉(zhuǎn)染子溫度木高，它父可通過愧軸傳到溫機械上醫(yī)去，這嘩會影響為機床的溫精度由于轉(zhuǎn)離子慣性忠較大，之因此電欲源裝置碌的容量去以及機苦械傳動避件等的切剛度都低需相應(yīng)游增加。電刷、維疼護(hù)不便；輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜蛋，制造困疑難，成本饞高。85數(shù)控技塵術(shù)直流伺什服電機睡的調(diào)速阻控制其工作原確理相同于咬直流電機沸，有激虛磁回路和努電樞回路笛。在定子儀磁場作用趟下，電樞薄繞組受到掠電磁轉(zhuǎn)矩驗的作用，醬從而轉(zhuǎn)動妥。N=（斯U-Ia（Ra+Rt））/KeRa-電樞電攝阻U-電樞電向壓Ia-電樞電流Ke-電勢系全數(shù)86數(shù)控技術(shù)直流調(diào)突速的三導(dǎo)種方法1改浴變電樞電致壓調(diào)速度址范圍寬，估但需調(diào)壓甲設(shè)備。2改忍變Rj改變磁通蓮量改變Ke改變n3改變Rt轉(zhuǎn)速只能杜調(diào)低，電巾阻功耗大至。87數(shù)控技勸術(shù)直流電目動機的省脈寬調(diào)陶速原理直流電俯機的調(diào)緊速方法量主要是調(diào)整電甚樞電壓早期：G-M機組法條機頸組復(fù)雜后來：SCR-麥M可控硅鹿整流器價-直流漏電機深調(diào)時塘，電流家波形差已，工作奧情況惡撇化限敏制了調(diào)類速范獎圍的提望高。目前：PWM-考M法pul遣se俘wid蜘th秩mod襲ula潮tio預(yù)n晶體管脈凡寬調(diào)制器籌-直流電釣機具顆有響應(yīng)快犧，效率高趨，噪聲小肯，簡單可碎靠的特點歪。88數(shù)控技勢術(shù)PWM-針M系統(tǒng)脈渡寬調(diào)速原幣理89數(shù)控技術(shù)PWM-低M系統(tǒng)雙訓(xùn)向脈寬調(diào)炒速90數(shù)控技術(shù)2交綁流伺服電伐動機交流調(diào)速綢的特點交流調(diào)蜘速方法脈沖寬環(huán)度調(diào)制PWM矢量控制91數(shù)控技術(shù)交流調(diào)亮速的特摩點1容碎量范圍大尚，可達(dá)肯到更高的衡電壓和轉(zhuǎn)克速，幾百瓦盲—幾百域千瓦2測同體積柴，輸出班功率>形直流電節(jié)機10蝦%--睛70%3浙維護(hù)簡隙單，堅嘗固耐用4著調(diào)速精臨度高，展完全和遵直流調(diào)四速效果時一樣5結(jié)吸構(gòu)簡單，掙成本底，旋無電刷和炮換向器磨晃損。92數(shù)控技術(shù)交流調(diào)速乳方法編碼器轉(zhuǎn)子（永磁體）定子繞組線圈接線合電機軸93數(shù)控技騰術(shù)交流調(diào)場速方法交流伺飄服電機傻轉(zhuǎn)速n調(diào)速的理芝論基礎(chǔ)變頻調(diào)亂速：具卻有高效位率、寬覆范圍、寺高精度龜調(diào)速性池能變極調(diào)速句：只能產(chǎn)寸生2-3貫種速度同步電機S=0在低速時蝦效率低結(jié)論：交流伺貝服電機變繁頻調(diào)速的樓關(guān)鍵是要曠獲得可調(diào)頻調(diào)蚊壓的交流電扣源94數(shù)控技術(shù)調(diào)頻調(diào)弱壓電源麥的分類可控硅整流器逆變器整流器逆變器電壓型變腹頻器方案墨示意圖交流調(diào)榆速方法95數(shù)控技心術(shù)脈沖寬撈度調(diào)制疑PWM交流伺杯服電機央主要采嘩用變頻調(diào)漸速

調(diào)頻調(diào)壓電源的分類可控硅整流器逆變器整流器逆變器電壓型變頻器方案示意圖96數(shù)控技術(shù)脈沖寬度內(nèi)調(diào)制PW擠M變頻器整流器：遷交流變直院流電容：買濾波逆變器場：完成亦調(diào)頻和胞調(diào)壓，終同時調(diào)衣節(jié)速度喝快、配頌合好、棵動態(tài)性暑能好優(yōu)點：勺簡化主企回路和卵控制回例路，僅沾有一個亞可控功需率級，槽輸出電者壓、電揭流的波煉形近似賊于正弦蓮，電機氏運行性炒能得以鄭改善。缺點：在豆低速時，灶高次諧波筆的影響較棉大，電機廁噪聲大；營要求采用吃快速性能左的開關(guān)元摸件。97數(shù)控技術(shù)PWM護(hù)變頻器可控硅整流器逆變器整流器逆變器二極管整流器三極管逆變器交流伺服電機三相交流電電壓型變頻器方案示意圖98數(shù)控技術(shù)PWM嗓逆變器LdUdT6T4T5T3T1T2CdUVWABC電壓型援變頻器齒工作原裹理結(jié)論：變飲頻器實現(xiàn)朋變頻調(diào)壓由的關(guān)鍵是逆變器侮控制端獲棒得要求的控制波形免（如SPW搜M波）99數(shù)控技貴術(shù)PWM信號波形100數(shù)控技自術(shù)PWM信號波探形控制波形切的實現(xiàn)方嘩式（電機言調(diào)速的控臺制方式）勾：相位控倒制；矢量變島換控制膛；PWM控制；磁場控象制；101數(shù)控技術(shù)矢量控制交流伺服猜電機的矢污量控制，名是既適應(yīng)運于異步型勵電機．也吉可用于同洽步型電機沙的一種調(diào)溪速控制方屑法。它是取在PWM變頻異步餃電機調(diào)速兵的基礎(chǔ)上戲發(fā)展起來怪的。因為數(shù)次控機床爐的主軸渴在工作狹時，為益保證加獄工質(zhì)量相，對恒冷轉(zhuǎn)矩有灶更高的銀要求，桶所以主探軸交流瓣電機更戰(zhàn)廣泛地講采用矢瘡量控制燙調(diào)速用于產(chǎn)生積正弦控制思波原理和瀉方法：蹈將激磁開電流分值解成互至相垂直章的兩個員方向的家分量（淘垂直和渣平行于雀電樞旋宅轉(zhuǎn)軸）繼，使異鞠步電機沃能象直醋流電機固一樣，勢能實現(xiàn)五磁通、蘋轉(zhuǎn)矩的戴單獨控歐制。102數(shù)控技啞術(shù)二鑒粱相式伺服若系統(tǒng)1昂鑒相式筍伺服系姓統(tǒng)的工暑作原理2梯脈沖調(diào)納相器3鑒予相器103數(shù)控技越術(shù)1.鑒么相式伺腸服系統(tǒng)噴的工作耐原理脈沖調(diào)相器鑒相器直流放大器執(zhí)行元件工作臺檢測元件及信號處理基準(zhǔn)信號發(fā)生器104數(shù)控技級術(shù)基準(zhǔn)信疫號發(fā)生來器輸出：一嫩定頻率的鏈脈沖信號作用：為修伺服系統(tǒng)粒提供相位造比較基準(zhǔn)檢測元件或及信號處摟理線路作用：語檢測工巾作臺的雞位移，付表達(dá)成改與基準(zhǔn)晝信號之沾間的相者位差。方法：將乘基準(zhǔn)信號忍作為激磁肢信號，輸乘出感應(yīng)電波壓，它與目基準(zhǔn)信號急之間的相諷位差正好潑反映工作侄臺的位移鳥量。直流放大任器鑒相器的太輸出信號撈一般比較陵弱，不能癥直接驅(qū)動蔥執(zhí)行元件雪，需進(jìn)行晴電壓和功之率放大。采用橋箏式電路1.鑒相悄式伺服系晚統(tǒng)的工作塘原理105數(shù)控技棚術(shù)1一錘定數(shù)量嚴(yán)頻率方肉向的指斗令脈沖炒被送入代鑒相式雕伺服系斃統(tǒng)，在新脈沖調(diào)賺相器中姑，調(diào)制紡成相對辛于基準(zhǔn)抽信號的帆相位差礎(chǔ)，送入各鑒相器想。2在允工作臺價進(jìn)給前拜，反饋宇信號與匹基準(zhǔn)信伐號之間窗的相位愈差θ=0案，也送入戚鑒相器休。3在鑒宴相器中，線兩信號相用比較，得睬出了兩者方之間的