第四章 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制

1、第四章 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制第一節(jié)1.半閉環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)。2. 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。第二節(jié)1.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)脈沖當(dāng)量和進(jìn)給速度的計(jì)算。2. 步進(jìn)的分類(lèi)。3.步距角和最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的選擇第三節(jié)1.簡(jiǎn)單了解閉環(huán)控制系統(tǒng)位置控制回路的數(shù)學(xué)模型。2. 如何減少跟隨誤差，單位斜坡輸入情況下，如何計(jì)算跟隨誤差。3.如何控制拐角誤差的大小。作業(yè)4-14-104-144.1 概述一、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制性能MP二、電氣伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（一）步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（二）直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)寬調(diào)速性能，輸出轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)。調(diào)整、安裝和使用方便，適應(yīng)于頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)及快速定位要求的場(chǎng)合。（三）交流

2、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)交流伺服電動(dòng)機(jī)不需要維護(hù)，制造簡(jiǎn)單，適合于惡劣環(huán)境下工作?？刂葡?、位置控制器、伺服電動(dòng)機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)、速度傳感器、譯碼器4.2 開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制一、開(kāi)環(huán)系統(tǒng)控制原理1）工作臺(tái)位移量控制 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角，絲杠螺距h，齒輪減速比i，脈沖當(dāng)量，2）工作臺(tái)進(jìn)給速度控制360hi60vf二、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或線(xiàn)位移的控制電動(dòng)機(jī)。二、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇1）步距角的選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角，絲杠螺距h，齒輪減速比i，脈沖當(dāng)量，根據(jù)負(fù)載性質(zhì)、最高進(jìn)給速度等條件選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)類(lèi)型。根據(jù)系統(tǒng)精度、數(shù)據(jù)處理長(zhǎng)度、機(jī)床行程等確定和h。如果、和h三個(gè)參數(shù)仍然滿(mǎn)足不了

3、上式時(shí)，增加齒輪減速裝置。360 ih2）最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩選擇負(fù)載轉(zhuǎn)矩F為進(jìn)給方向上切削力；G為工件與工作臺(tái)總重量；導(dǎo)軌摩擦系數(shù)；包括齒輪與絲杠在內(nèi)的總傳動(dòng)效率；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩滿(mǎn)足下式3(9.8)102zFG hMijmax(0.2 0.4)zMM四、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制五、開(kāi)環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)精度分析4.3 閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制及特性分析一、閉環(huán)位置控制系統(tǒng)一、閉環(huán)位置控制系統(tǒng)（一）閉環(huán)位置控制的概念（一）閉環(huán)位置控制的概念 位置傳感器將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖，該脈位置傳感器將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖，該脈沖送至數(shù)控裝置，有計(jì)數(shù)器技術(shù)，計(jì)算機(jī)以固定的沖送至數(shù)控裝置，有計(jì)數(shù)器技術(shù)，計(jì)算機(jī)以固定的時(shí)間

4、周期對(duì)反饋值采樣，將采樣值與插補(bǔ)程序輸出時(shí)間周期對(duì)反饋值采樣，將采樣值與插補(bǔ)程序輸出的結(jié)果進(jìn)行比較，得到位置誤差，經(jīng)軟件增益放大，的結(jié)果進(jìn)行比較，得到位置誤差，經(jīng)軟件增益放大，輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器，從而為伺服裝置提供控制電壓，輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器，從而為伺服裝置提供控制電壓，驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)向減少誤差的方向移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)向減少誤差的方向移動(dòng)。 其數(shù)學(xué)模型間其數(shù)學(xué)模型間P140.（二）閉環(huán)位置控制的實(shí)現(xiàn)光電編碼器每轉(zhuǎn)能輸出數(shù)千個(gè)脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)通過(guò)計(jì)數(shù)器可以反映轉(zhuǎn)角的位置。三、定位過(guò)程誤差分析P142要取得較高的位置增益位置增益，所用驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)必須小。如果選擇了時(shí)間常數(shù)小的的伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，

5、沒(méi)有相應(yīng)提高位置增益，整個(gè)位置控制回路的瞬態(tài)響應(yīng)并不能夠得到明顯改善。( )1( )1( )ikE sX sGsvEK001( )lim( )lim1( )1(1)isskX svsvvE sKsGsss Ts四、直線(xiàn)插補(bǔ)輪廓誤差分析數(shù)控機(jī)床進(jìn)行XY軸直線(xiàn)聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)時(shí)，X、Y分別對(duì)應(yīng)恒速運(yùn)動(dòng)。輪廓誤差E與各軸跟隨誤差Ex, Ey之間的關(guān)系為兩軸位置增益相同時(shí)，輪廓誤差為0；=0或90時(shí)，誤差為0；Kx和Ky足夠大時(shí)，輪廓誤差較?。惠喞`差與編程進(jìn)給速度成正比；cos* sinsin* coscossin sin211()2 YXXYyxYXYyxXv vv vvvvvEEEK vK vK vK vvKKE指令位置實(shí)際位置五、圓弧插補(bǔ)輪廓誤差分析Kx=Ky時(shí)，誤差為KxKy時(shí)，與成正比，所加工圓弧變?yōu)殚L(zhǎng)軸位于45或135處的橢圓，提高增益能夠減小誤差。222sincossin2112()2xyxyvKKvRrKK222()vRr K圓弧插補(bǔ)輪廓誤差表達(dá)式六、拐角輪廓誤差分析4.4 閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的信號(hào)連接4.5 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)設(shè)置伺服單元本身完成電流環(huán)與速度環(huán)的控制，而位置環(huán)由數(shù)控裝置完成。一、一般參數(shù)的設(shè)定P152二、變?cè)鲆嫖恢每刂频脑鲆嬖O(shè)定