《進給伺服系統(tǒng)》ppt課件

1、饋單元；機械執(zhí)行部件。饋單元；機械執(zhí)行部件。位置控制調(diào)理位置控制調(diào)理器器速度控制速度控制調(diào)理與驅(qū)動調(diào)理與驅(qū)動檢測與反響單元檢測與反響單元位置控制單元位置控制單元速度控制單元速度控制單元+-電機電機機械執(zhí)行部件機械執(zhí)行部件CNC插補插補指令指令實踐實踐位置位置反響反響實踐實踐速度速度反響反響minmaxFFRNminmin.minmm1Fmm1010000RN且 t F t F利，有害于加工質(zhì)量。 t F tp程度上是由位置檢測安裝的精度決議的，程度上是由位置檢測安裝的精度決議的，在設(shè)計數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)，尤其是高在設(shè)計數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)，尤其是高精度進給伺服系統(tǒng)時，必需精心選擇位置精度進給

2、伺服系統(tǒng)時，必需精心選擇位置檢測安裝。檢測安裝。q 本錢低。數(shù)數(shù)字字式式 模模擬擬式式 增增量量式式 絕絕對對式式 增增量量式式 絕絕對對式式 回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)式式 脈脈沖沖編編碼碼盤盤 圓光柵 絕對式脈沖編碼盤 旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變壓壓器器 圓感應(yīng)同步器 圓磁尺 三速圓感應(yīng)同步器 直直線線式式 直直線線光光柵柵 激光干涉儀 多通道透射光柵 直直線線感感應(yīng)應(yīng)同同步步器器 磁尺 三速感應(yīng)同步器 絕對磁尺 定尺定尺 sin cos 節(jié)距22mm 節(jié)距0.5mm41 絕緣粘膠 銅箔 鋁箔 耐切削液涂層 基板(鋼、銅)滑尺滑尺增量式絕對式圓感應(yīng)同步器帶型窄長型標(biāo)準(zhǔn)型增量式絕對式直線感應(yīng)同步器USU0U01USUSUS

3、US定尺滑尺1abz碼盤基片透鏡光源光敏元件透光狹縫光欄板節(jié)距AABBZZm+/4abz節(jié)距AABBZZm+/4AAa的取反信號。AA 、ZBA、ZBA、ZZBB、AB90OZ碼盤轉(zhuǎn)一圈n360一一交流伺服電機交流伺服電機一直線電機。直線電機。們不斷在尋求交流電機調(diào)速方案來取代直流電機調(diào)速的方案。電磁式反應(yīng)式磁滯式非電磁式交流同步伺服電機交流感應(yīng)伺服電機交流伺服電機永永磁磁式式A相、B相C相、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步進電機q t 螺距(mm) q 脈沖當(dāng)量mm步進電機Z1Z2tf，t360ZZi21ti360 :25Z20Z2520

4、800106750360t360ZZi2121.minmmf60FZH160008000fmaxminmaxmm96004800Fminmaxmm960480FmaxfmaxFq適當(dāng)提高系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)的精度；q采取各種精度補償措施。全數(shù)字型系統(tǒng)數(shù)字模擬混合型數(shù)字型系統(tǒng)全軟件型系統(tǒng)半軟件型系統(tǒng)全硬件型系統(tǒng)+調(diào)理運算調(diào)理運算零漂補償零漂補償硬件硬件速度控速度控制與驅(qū)制與驅(qū)動單元動單元D/A軟件軟件位置控制位置控制ZA、BD0-+-F/V倍頻倍頻計數(shù)器計數(shù)器任務(wù)臺任務(wù)臺PG電機電機+DAV1SV0U0UADU實踐位置計算實踐位置計算DA指令位置計算指令位置計算D0 / nZR(S)輸入信號C(S)輸出

5、信號E(S)偏向信號M(S)控制量 B(S)反響信號N(S)噪聲信號G1(S)控制系統(tǒng)傳送函數(shù)G2(S)被控對象傳送函數(shù)H(S)反響系統(tǒng)傳送函數(shù)G1(S)G2(S)H(S)R(S)B(S)E(S)N(S)M(S)C(S)+-+SHSGSGSESBSG21KSG1SGSGSHSGSG1SGSGSRSCSGK212121BSG1SGSHSGSG1SGSNSCSGK2212NSG11SHSGSG11SRSESGK21N位置控制調(diào)理器速度控制調(diào)理與驅(qū)動位置檢測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UgUpUmDXD速度檢測安裝mXAXCXDD由圖可知：X0 是對XC 和FD 兩

6、個鼓勵的呼應(yīng)，根據(jù)疊加原理，可先分別求出每個鼓勵單獨作用的呼應(yīng)，然后進展疊加。KNKfP+XAXCKASKV+UGmU1STkmmS12LSJ2LRK SF SUm+ SML2LK SX0m SXSCmS1r2 SFD+ SFUp2L heSdScSbSaShXXSGC23450閉環(huán) hSeSdcSbSaShXXSGC23450半閉環(huán) 1120SGKKKKKKSCmSSFSXSGSXANRPrDC閉環(huán) 1120SGKKKKKKSCmSSFSXSGSXANRPrDC半閉環(huán)SDFKS1定義： KS 是進給伺服系統(tǒng)的重要性能參數(shù)，為了闡明其物理意義，可對上述系統(tǒng)進展一些簡化：假設(shè)上述各環(huán)節(jié)均是理想的

7、，即各環(huán)節(jié)均是無慣量，無阻尼，剛度為無窮大，且無速度環(huán)，那么： 系統(tǒng)的時間常數(shù)則：時，當(dāng)令:11112220SSSfPSMANfPMANMANCKTTSKSKSGKKLKKKKLKKKSLKKKSXSXSGXCKNKAKfPKMS12L+-DUPUmX0m TtSTttKTtCCCFeKeTFSXFTSSXSeFeFSXSFTSSSXSFTSSXSGSXSFSXFttXS0020020211111111FT1/KSt0XKSFT1/KSt0X tX0 tX0 tX0 tX0 SSStCCKFFTTSSFSFSLimSDSLimSDLimTSSFSFSXSXSDtXtXtD11112200220

8、0由終值定理得： KS D 即：有利于提高系統(tǒng)的跟隨精度。結(jié)論： KS的選擇，要綜合思索，折衷選取，才干獲得優(yōu)良的綜合 性能。LmmLmmSMMnGDGDTTK3751,30min222LKKKKmANS SASXSTLFSFSFCccrcrD2 1120SGKKLKKKScmSSFSXSGSXSXSXSEANRrDCCCq 閉環(huán)系統(tǒng)的定位誤差為： 122211220200SGLimFKKLKTLFKKLKSGKKLKKKScmSSTLFSASGSASLimSSELimtELimScrANRccrANRANRrccrSSt由終值定理得： 1122121220200SGLimFKKKLKTLFK

9、KKLKSGKKLKKKScmSSTLFSASGSASLimSESLimtELimScrANRccrANRANRrccrSStq在半閉環(huán)系統(tǒng)中，要盡能夠增大傳動機構(gòu)的剛度K，這是由于當(dāng)K較小時，將產(chǎn)生較大的彈性變形，從而加大定位誤差。 tEtE和用的方法。下面定性分析和引見幾個重要參數(shù)對系統(tǒng)性能影響及其確定方法。盡能夠運用本身慣量大的電機為驅(qū)動源。121mLJJJKn3各個環(huán)節(jié)的各個環(huán)節(jié)的 n應(yīng)相互錯開，以免發(fā)生振動耦應(yīng)相互錯開，以免發(fā)生振動耦合景象。合景象。3各個環(huán)節(jié)的各個環(huán)節(jié)的 n應(yīng)避開系統(tǒng)的任務(wù)頻率范圍，以應(yīng)避開系統(tǒng)的任務(wù)頻率范圍，以免在任務(wù)頻率上發(fā)生共振。免在任務(wù)頻率上發(fā)生共振。JKn

10、D0titpptDttDAD0DADFAF0FFtXYDYDXAA tFtYtFtXYX紅色軌跡：則理想的軌跡運動方程XFFYXYXYDYDXAA SYYYSXXXYYXXKFDKFDDtFtYDtFtX蘭色軌跡：則實際的軌跡運動方程XYXXYXYFDFDFXFFYXYDYDXAA2sin2coscosSSSSYSXSYSXYXXYYXXYKKKFKFKKKFFFDFDFDDKS：平均系統(tǒng)增益； KS ：兩軸系統(tǒng)增益差； KS / KS ：系統(tǒng)增益失配量SYSXSKKKSYSXSKKK2sin2SSSKKKFXYDyDx=0AA2sin2SSSKKKFXYDYDXAA2sin2SSSKKKFXYDYDXAA 在同等情況下： 輪廓誤差與KS 成正比，與KS 的平方成反比，與進給速度成 F 正比。 當(dāng)加工45直線時，輪廓誤差最大。 當(dāng)加工0或90直線時，輪廓誤差與增益無關(guān)。2sin2SSSKKKFmm01.0104.0601524502sinKKK2FmaxSSSmax然后再定性的討論其它較為復(fù)雜的情況RR+RDYDXPPAABBOFFYFX222222222222222SSSSYSX