機(jī)床過(guò)載報(bào)警的故障維修故障現(xiàn)象中國(guó)工控網(wǎng)中國(guó)自動(dòng)化企

1機(jī)床過(guò)載報(bào)警的故障維修故障現(xiàn)象：某配套FANUC-0M系統(tǒng)的數(shù)控立式加工中心，在加工中經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)載報(bào)警，報(bào)警號(hào)為434，表現(xiàn)形式為Z軸電動(dòng)機(jī)電流過(guò)大，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，停上40min左右報(bào)警消失，接著再工作一陣，又出現(xiàn)同類報(bào)警。分析及處理過(guò)程：經(jīng)檢查電氣伺服系統(tǒng)無(wú)故障，估計(jì)是負(fù)載過(guò)重帶不動(dòng)造成。為了區(qū)分是電氣故障還是機(jī)械故障，將Z軸電動(dòng)機(jī)拆下與機(jī)械脫開(kāi)，再運(yùn)行時(shí)該故障不再出現(xiàn)。由此確認(rèn)為機(jī)械絲杠或運(yùn)動(dòng)部位過(guò)緊造成。調(diào)整Z軸絲杠防松螺母后，效果不明顯，后來(lái)又調(diào)整Z軸導(dǎo)軌鑲條，機(jī)床負(fù)載明顯減輕，該故障消除、軟件數(shù)控〔SoftCNC〕可以認(rèn)為是開(kāi)放式數(shù)控的高級(jí)階段，它不僅強(qiáng)調(diào)核心控制策略的用戶開(kāi)放性，對(duì)智能控制也有充分的考慮；而且更加注重標(biāo)準(zhǔn)化核集成性，兼容數(shù)控領(lǐng)域主要標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，更加向計(jì)算機(jī)技術(shù)靠攏。系統(tǒng)的主要功能部件均表現(xiàn)為應(yīng)用軟件的形式，而硬件局部?jī)H是計(jì)算機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)和外部I/O之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用接口。就像計(jì)算機(jī)中可以安裝各種品牌的聲卡、CD-ROM和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序一樣。用戶可以在Windows平臺(tái)上，利用開(kāi)放的CNC內(nèi)核開(kāi)發(fā)所需的各種功能，構(gòu)成各種類型的高性能數(shù)控系統(tǒng)。這種實(shí)現(xiàn)形式上的變革使得系統(tǒng)可以更方便、更廣泛地應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)得先進(jìn)成果，大幅度提升數(shù)控系統(tǒng)得控制性能，簡(jiǎn)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)難度，縮短研發(fā)周期；大大增強(qiáng)了系統(tǒng)得伸縮性和可擴(kuò)展性。血最近堂看到參不少滴人提稠出控零制卡贏與伺薯服電況機(jī)連讀接時(shí)桑的基閃本問(wèn)劑題，矩這些質(zhì)顯然張都是蘇應(yīng)該末由控挑制卡臂的技滔術(shù)支語(yǔ)持人捕員來(lái)始解答攻的。伍下面拼是我充給我災(zāi)的客治戶寫(xiě)悼的?哲控制孟卡以征速度湯方式盟控制峰伺服誼電機(jī)芬的一芬般步拔驟?新，為倡了避相免廣貢告的麥效果亮，盡飲量不拋涉及館卡的摧具體匙型號(hào)悼，而般且控狂制卡虎的品恐牌型中號(hào)不缺同，遼具體句的接勁線和感指令煌也不托同，醬甚至納某些慕功能搭，不桌一定少每種塵控制趨卡都迅支持債，大旬家參塑考吧曲。闊運(yùn)動(dòng)手控制封卡連侮接伺震服電爭(zhēng)機(jī)的好一般痰步驟傻1、逼初始翼化參忠數(shù)際在接項(xiàng)線之伙前，森先初招始化警參數(shù)軋。叨在控容制卡邀上：歡選好散控制腰方式尼；將手PI賓D參喪數(shù)清榆零；館讓控尼制卡鄰上電暫時(shí)默巾認(rèn)使徑能信礙號(hào)關(guān)霸閉；狀將此卵狀態(tài)壺保存論，確者?？囟瓶ǖ鹪俅未壬想姄頃r(shí)即糕為此桶狀態(tài)倆。岸在伺慕服電歉機(jī)上濁：設(shè)嬸置控表制方擱式；駐設(shè)置驕?zhǔn)鼓荦斢赏馍炔靠爻敝疲获偩幋a氏器信控號(hào)輸悲出的誰(shuí)齒輪捆比；耳設(shè)置臂控制膽信號(hào)謊與電蘭機(jī)轉(zhuǎn)底速的醋比例泥關(guān)系種。一液般來(lái)制說(shuō)，呈建議翼使伺境服工令作中誓的最寬大設(shè)鄙計(jì)轉(zhuǎn)葬速對(duì)院應(yīng)9牲V的炮控制廁電壓裹。比驅(qū)如，巾松下擾是設(shè)熊置1貝V電乓壓對(duì)項(xiàng)應(yīng)的躍轉(zhuǎn)速文，出急廠值洋為5瞧00梢，如夫果你廈只準(zhǔn)梨?zhèn)渥尳须姍C(jī)吧在1粥00糾0轉(zhuǎn)敗以下雷工作況，那跟么，誓將這皆個(gè)參巡數(shù)設(shè)共置為儉11停1腿2、森接線剖將控柿制卡狹斷電擱，連智接控身制卡娃與伺蠟服之陷間的腎信號(hào)廢線。吊以下弱的線劫是必農(nóng)須要濟(jì)接的犬：控碗制卡滔的模我擬量戚輸出件線、笛使能味信號(hào)趕線、嘴伺服骨輸出偷的編泊碼器權(quán)信號(hào)喘線。佩復(fù)查塔接線際沒(méi)有惕錯(cuò)誤夠后，蔬電機(jī)兼和控窩制卡境〔以詢及P勺C〕山上電知。此編時(shí)電膨機(jī)應(yīng)鍋該不貧動(dòng)，警而且巷可以攤用外勻力輕追松轉(zhuǎn)處動(dòng)，悉如果飽不是忙這樣樹(shù)，檢該查使?jié)苄疟?hào)的醒設(shè)置遮與接域線。您用外男力轉(zhuǎn)場(chǎng)動(dòng)電雖機(jī)，造檢查汗控制霜卡是籌否可酷以正炊確檢賢測(cè)到刷電機(jī)院位置塞的變箏化，燥否那么艦檢查請(qǐng)編碼菠器信事號(hào)的稍接線帝和設(shè)息置芒3、苗試方隸向蝶對(duì)于膠一個(gè)訴閉環(huán)西控制封系統(tǒng)街，如慣果反倘饋信扁號(hào)的鏈方向霜不正牢確，洋后果秘肯定巨是災(zāi)陡難性魄的。允通過(guò)漠控制摩卡打述開(kāi)伺瞇服的其使能授信號(hào)旁。這六是伺軋服應(yīng)曾該以士一個(gè)愿較低妖的速旨度轉(zhuǎn)濕動(dòng)，品這就亡是傳同說(shuō)中挽的順“雞零漂告〞樸。一肌般控酒制卡稀上都旗會(huì)有犬抑制儲(chǔ)零漂徒的指壇令或哪參數(shù)鬧。使茄用這懼個(gè)指畜令或其參數(shù)燕，看葛電機(jī)鄙的轉(zhuǎn)脆速和淡方向龍是否罩可以暫通過(guò)陽(yáng)這個(gè)值指令顆〔參押數(shù)〕果控制還。如盯果不岡能控其制，京檢查燒模擬犧量接誰(shuí)線及通控制讓方式怠的參猶數(shù)設(shè)蛙置。嶼確認(rèn)圈給出紫正數(shù)糾，電蠅機(jī)正甩轉(zhuǎn)，朱編碼渡器計(jì)吼數(shù)增服加；敵給出裝負(fù)數(shù)雀，電慎機(jī)反率轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)割，編披碼器釀?dòng)?jì)數(shù)香減小尿。如倒果電摟機(jī)帶蠅有負(fù)系載，度行程秀有限屢，不喊要采血用這殼種方行式。峽測(cè)試藥不要某給過(guò)邀大的俱電壓胳，建美議在洋1V怪以下俱。如餐果方么向不血一致紙，可隙以修濤改控科制卡泊或電渣機(jī)上煌的參條數(shù)，幣使其脫一致串。熱4、剩抑制緞零漂免在閉絕環(huán)控許制過(guò)砍程中翅，零惑漂的慮存在抵會(huì)對(duì)康控制嫁效果揭有一正定的浙影響世，最揮好將止其抑拆制住喬。使拜用控深制卡戚或伺朋服上狠抑制稱零飄利的參旦數(shù)，爸仔細(xì)僑調(diào)整俘，使湯電機(jī)宮的轉(zhuǎn)縮速趨凈近于臺(tái)零。藝由于捕零漂郵本身味也有份一定港的隨播機(jī)性咱，所吧以，貪不必搭要求誦電機(jī)彼轉(zhuǎn)速咱絕對(duì)品為零太。妥5、塞建立結(jié)閉環(huán)蝕控制熄再次戀通過(guò)豬控制芬卡將氏伺服現(xiàn)使能政信號(hào)膨放開(kāi)組，在桐控制拴卡上劑輸入恨一個(gè)齡較小岡的比倚例增摟益，肯至于額多大賣算較劍小，遮這只催能憑校感覺(jué)湯了，關(guān)如果圣實(shí)在鞋不放隸心，悲就輸缸入控?cái)乐瓶ㄔ崮茉时S的荒最小槳值。名將控英制卡耍和伺影服的吉使能批信號(hào)切翻開(kāi)上。這賣時(shí)，好電機(jī)椒應(yīng)該榆已經(jīng)睡能夠那么按照窮運(yùn)動(dòng)尿指令務(wù)大致穴做出前動(dòng)作脅了。剩6、盾調(diào)整披閉環(huán)叔參數(shù)靠細(xì)調(diào)夸控制蛙參數(shù)勝，確拾保電呼機(jī)按群照控那么制卡所的指座令運(yùn)晉動(dòng)，曬這是賀必須壘要做邊的工霞作，董而這啄局部務(wù)工作絲，更屠多的亡是經(jīng)眠驗(yàn)，梁這里蜻只能豬從略皇了。覺(jué)在驅(qū)牽動(dòng)器尸內(nèi)的喬Pi耀lz財(cái)平安搖技術(shù)朽

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寧Pi秧lz鳴說(shuō)道膠“塔對(duì)我首們來(lái)僑講，壁運(yùn)動(dòng)盟控制葡是我染們整罷個(gè)控慈制結(jié)上構(gòu)中加一個(gè)碎重要愈的部術(shù)分振〞纖。撇使用新伺服校時(shí)的壩一些扁注意記事項(xiàng)滋請(qǐng)不泳要將硬電源輝線和獵信號(hào)呼線從寬同一糟管道察內(nèi)穿茫過(guò)，躬也不宵要將句其綁星扎在炒一起灑。配旗線時(shí)擠，電裳源線誓與信依號(hào)線中應(yīng)離國(guó)開(kāi)3宅0C點(diǎn)M以君上。艷2盡.雖信號(hào)農(nóng)線、聲編碼綿器〔少PG跌〕反歌饋線炸請(qǐng)使京用多刪股絞陪合線羨以及屆多芯赤絞合惑屏蔽珠線。疊對(duì)于蘇配線奉長(zhǎng)度眼，指爽令輸命入線容最長(zhǎng)也為3搞M，汁PG碑反響密線最漏長(zhǎng)為閉20打M。爐3宅.由即使巡關(guān)閉臉電源飛，伺洪服單騰元內(nèi)瀉也可衣能殘閃留有摘高電監(jiān)壓。厚在5葛分鐘己之內(nèi)吳不要雁接觸初電源供端子派。請(qǐng)?zhí)迷诖_密認(rèn)C床HA接RG磁E指吳示燈證熄滅舞以后進(jìn)，再犯進(jìn)行腦檢查雞作業(yè)齡。成4.鉗請(qǐng)持勿頻柿繁O(jiān)逝N/蒙OF冷F電款源。已在需柿要反衡復(fù)地扔連續(xù)真ON伸/O歲FF尤電源平時(shí)，魂請(qǐng)控鹽制在拜1分歉鐘內(nèi)憲1次遇以下施。襪由于忌在伺嗓服單程元的漲電源陜局部疲帶有目電容燃，所衣以在船ON魄電源介時(shí)，攏會(huì)流唐過(guò)較碑大充禁電電削流〔曠充電陡時(shí)間喝0.虜2秒護(hù)〕?？家虼藢?，如框果頻戀繁地商O(píng)N嶄/O沉FF勻電源蒸，那么濟(jì)會(huì)造咳成伺散服單壩元內(nèi)臉部的師主電麗路元傭件性久能下葡降.該5鑄.金請(qǐng)務(wù)亂必在敵發(fā)出蛇伺服栗ON冶信號(hào)敬之后螺再發(fā)炕出輸直入指小令以擋起動(dòng)跡/停賄止伺醉服電痰機(jī)。探請(qǐng)煙不要鵲先發(fā)卷出輸擦入指漢令，羊然后浸再使支用/蘆S-嗎ON資信號(hào)柱起動(dòng)燒/停辭止伺鍋服電最機(jī)。粗如果象重復(fù)丑進(jìn)行趴AC者電源脹的O載N與蘿OF貝F，熟那么會(huì)偶使內(nèi)邁部元帽件老挑化，跪?qū)е乱问鹿拭钒l(fā)生保養(yǎng)耳一般楚說(shuō)來(lái)槍伺服蒼機(jī)并疊不需獅要特寒別的慘保養(yǎng)遠(yuǎn)，只袋要注騎意下尸列重至點(diǎn)，盾就可溜使您覽的伺輝服機(jī)乎長(zhǎng)命世百歲功：節(jié)不要乓隨意秒改變偶電源殼電壓混，例汪如接心收機(jī)菠用框4.鼻8V侍，請(qǐng)嘩勿為倚了提準(zhǔn)升伺辯服機(jī)哥的性篩能而衰改用廢6疑.0均V噸防止皺伺服愚機(jī)過(guò)團(tuán)度負(fù)翠載，黑依照賓工作畏的性坊質(zhì)與正擺臂慣的長(zhǎng)肺度，事決定勸扭力逆的大求小。顯善俯用避必振墊花圈來(lái)材保護(hù)睡伺服都機(jī)，葉安裝課伺服灑機(jī)時(shí)院不可伴過(guò)度規(guī)鎖緊叼，造擠成避歉振墊潛圈變沸形。孝更王換伺瞞服機(jī)梳齒輪購(gòu)時(shí)必變須使悶用陶舞瓷系南潤(rùn)滑鬼油，茶請(qǐng)勿嶼使用嶼礦物宅系潤(rùn)縣滑油謹(jǐn)，以源免造叮成塑茅膠齒源輪變胳質(zhì)，耍容易涂斷裂就。褲假設(shè)您純的伺陰服機(jī)撒沒(méi)有券防水預(yù)防塵栽的功纖能，染請(qǐng)避看免讓吧水或煮塵土劃跑進(jìn)例伺服虛機(jī)內(nèi)擋。暈伺服竄電機(jī)槐的幾彼種制關(guān)動(dòng)方框式友伺服漁電機(jī)芒的幾淘種制洗動(dòng)方殺式為緊有時(shí)疑候我僻們?nèi)菰垡讓?duì)帳電磁信制動(dòng)歌再生顯制動(dòng)眉動(dòng)態(tài)鋸制動(dòng)娘的作豐用混稍淆選細(xì)擇了享錯(cuò)誤繡的配促件。替藍(lán)動(dòng)態(tài)荒制動(dòng)透器由翻動(dòng)態(tài)婆制動(dòng)吊電阻脾組成于在故兇障急桌停電遮源斷貝電時(shí)輔通過(guò)釣?zāi)芎南ぶ苿?dòng)禿縮短偽伺服碎電機(jī)仆的機(jī)祥械進(jìn)杜給距夢(mèng)離.卷略再催生制甚動(dòng)是閃指伺大服電株機(jī)在譜減速途或停驗(yàn)車時(shí)仰將制拼動(dòng)產(chǎn)濾生的醬能量駁通過(guò)維逆變景回路萬(wàn)反響帆到直峽流母導(dǎo)線經(jīng)押阻容妄回路項(xiàng)吸收范.葬藝電磁享制動(dòng)偵是通井過(guò)機(jī)國(guó)械裝宴置鎖技住電隱機(jī)的態(tài)軸.舞逮三扁者的年區(qū)別醒罰(1呈)再榴生制孕動(dòng)必映須在止伺服光器正懼常工浙作時(shí)恒才起像作用郊在抬故障括急停榮電源梁斷電餓時(shí)等旁情況蹲下無(wú)我法制邀動(dòng)電世機(jī).關(guān)動(dòng)穿態(tài)制賞動(dòng)器脊和電品磁制斤開(kāi)工旁作時(shí)稼不需遲電源培.炒蝦(2貌)再燒生制扒動(dòng)的箏工作田是系招統(tǒng)自互動(dòng)進(jìn)土行而砍動(dòng)態(tài)柔制動(dòng)艷器和帆電磁靈制動(dòng)萄的工幅作需贏外部舅繼電認(rèn)器控杠制.架茶(怕3)腹電磁繳制動(dòng)疑一般怠在S呼V壯OF寄F后圣啟動(dòng)樂(lè)否那么蕩可能誘造成頌放大奪器過(guò)秀載.竟動(dòng)姿態(tài)制襲動(dòng)器卻一般稍在S參V咬OF軋F(tuán)或前主回盒路斷盡電后竄啟動(dòng)投否廟那么可占能造劑成動(dòng)劃態(tài)制橫動(dòng)電寫(xiě)阻過(guò)末熱.群黑選析擇配森件的除注意裙事項(xiàng)駛播(1餓)有仔些系暖統(tǒng)如科傳送洞裝置無(wú)升降膚裝置僻等要榮求伺佳服電逃機(jī)能壘盡快虹停車遇.而硬在故余障急臥停電境源斷馬電時(shí)米伺服幻器沒(méi)獵有再襖生制肅動(dòng)無(wú)老法對(duì)調(diào)電機(jī)療減速托.同炭時(shí)系朱統(tǒng)的柴機(jī)械抹慣量穗又較稿大這睬時(shí)需責(zé)選用臂動(dòng)態(tài)洋制動(dòng)窯器動(dòng)來(lái)態(tài)制獲動(dòng)器邁的選芒擇要教依據(jù)供負(fù)載嚴(yán)的輕麻重電燈機(jī)的算工作御速度歉等.嶼任(該2)纏有些逃系統(tǒng)油要維賴持機(jī)巨械裝汽置的你靜止摩位置匯需電荷機(jī)提計(jì)供較蛾大的廚輸出壇轉(zhuǎn)矩澡且停犁止的生時(shí)間狀較長(zhǎng)雙如果衣使用罷伺服薪的自兩鎖功醉能往沙往會(huì)年造成瞎電機(jī)宮過(guò)熱禾或放逗大器痕過(guò)載消.這導(dǎo)種情期況就危要選鼓擇帶車電磁歸制動(dòng)筑的電箏機(jī).詢汗(出3)幟有的病伺服悄器有命內(nèi)置職的再腳生制尸動(dòng)單注元但剝當(dāng)再喘生制昌動(dòng)較導(dǎo)頻繁叮時(shí)可鳴能引型起直熊流母謝線電蘭壓過(guò)排高這肉時(shí)需壩另配凳再生械制動(dòng)洲電阻企.濾再生略制動(dòng)豬電阻倆是否撞需要樓另配渾配多蜓大的六再生桌制動(dòng)狐電阻勞可參躁照相丑應(yīng)樣塊本的堅(jiān)使用賠說(shuō)明繡.需妻要注減意的慧是一厲般樣絞本列頸表上撿的制緒動(dòng)次捧數(shù)是踏電機(jī)瞧在空血載時(shí)稻的數(shù)尤據(jù).傻實(shí)際征選型深中要槽先根利據(jù)系批統(tǒng)的斬負(fù)載嗎慣量付和樣畢本上先的電蜘機(jī)慣收量算庭出慣罷量比森.再疼以樣軌本列徑表上塞的制盤(pán)動(dòng)次承數(shù)除說(shuō)以(益慣量害比+鞠1)唯.這社樣得亡到的航數(shù)據(jù)察才是弄允許親的制逗動(dòng)次情數(shù).瓜數(shù)控新機(jī)床虛伺服題控制產(chǎn)系統(tǒng)檔的構(gòu)糧成挎數(shù)控客機(jī)床妄伺服漏控制鹽系統(tǒng)囑由計(jì)閃算機(jī)僚數(shù)字霞控制序(C政NC猴)、倦伺服班驅(qū)動(dòng)密器(尾SD斬)、鍛永磁缺同步罪伺服肅電動(dòng)章機(jī)(銳SM三)及找位置你(速畢度)滑傳感晝器(序S)假等組筆成。蝦C頑NC澡用來(lái)慧存儲(chǔ)丙零件福加工映程序冰、進(jìn)凍行各撈種插崖補(bǔ)運(yùn)網(wǎng)算和隙軟件澤實(shí)時(shí)樓控制吃，向前各坐棉標(biāo)軸志的伺溫服驅(qū)想動(dòng)系很統(tǒng)發(fā)游出各隸種控卸制命財(cái)令。屬S從D和奪SM爬接收竿到C桶NC駐的控沈制命辰令后罰，快甜速平序滑調(diào)叼節(jié)運(yùn)捎動(dòng)速婚度并盼精確貧地進(jìn)兵行位優(yōu)置控詞制。針S引代表驅(qū)位置言和速址度傳從感器膨(或遷檢測(cè)塞器)籠目勾前A檢C伺劫服系乒統(tǒng)常趴用的李位置燭和速賓度檢然測(cè)器輸有光薦電式主和電覽磁式雜兩種屈。例斷如光糞電編媽碼器贏、磁越編碼抗器、像旋轉(zhuǎn)幼變壓移器(泥BR者)以應(yīng)及多棚轉(zhuǎn)式仆絕對(duì)拍值編頑碼器鋸。后昏面二距種，燙可作成多種夫檢測(cè)蔑功能擱應(yīng)用情，既來(lái)可檢圓測(cè)系曲統(tǒng)位狀置和廣轉(zhuǎn)子朗速度爬，又哥可檢勸測(cè)系亂統(tǒng)位知置和襖轉(zhuǎn)子氣速度啟，又屆可檢唱測(cè)轉(zhuǎn)濕子磁吵極位厲置。聽(tīng)它堅(jiān)懶固耐躲用，坐不怕薄震動(dòng)吊，耐磚高溫款，惟緩存在頸信號(hào)賤處理躁電路收復(fù)雜淡缺點(diǎn)犬。予無(wú)刷旅直流緊電動(dòng)橡機(jī)(躺BL咬、D鹽CM你)中陷轉(zhuǎn)子紗磁極災(zāi)位置犁檢測(cè)歐方法竹，一盈般都誠(chéng)做到息無(wú)接叉觸式加，常疫用的散有電遲磁式聽(tīng)、光漸電式蘆和間鏡接檢吊測(cè)方橫式。騙(鹿1)艷電家磁式作:a念.差甚動(dòng)變辯壓器芒式;相b.坐接近汗開(kāi)關(guān)博式;婚(宅2)亮磁符敏式的:霍持爾元誓件集蛙成電犧路及坑?？旖o;勤(3口)治光電獅式:徐a.欲簡(jiǎn)單注光電桿式(冤光敏臥晶體開(kāi)管)榆;饞b.勺絕對(duì)白式光棉電編功碼盤(pán)暢;犬c.屬增量荷式光薯電編迷碼盤(pán)宅。程(4盟)覽間接疾式:麥利用傅電樞宋繞組睡的感曬應(yīng)電兔動(dòng)勢(shì)誼(電些壓)眾間接亭檢測(cè)槍轉(zhuǎn)子竹磁極忌位置絮。它乓用于社精度增要求干不高忽的場(chǎng)污合。弓數(shù)粉控機(jī)夠床用儀于精響密機(jī)御械加飄工，總所以典對(duì)伺框服系犬統(tǒng)的箱動(dòng)態(tài)罩和靜崇態(tài)精且度有裝很高準(zhǔn)的要劈求，概并具扮有寬異廣的寫(xiě)調(diào)速組范圍喇和定挪位精獅度而扇工業(yè)濁機(jī)器俗人的籌伺服煮系統(tǒng)慨結(jié)構(gòu)游類似非，但非伺機(jī)沙服電部動(dòng)機(jī)鼻SM裕作為厚工業(yè)鉛機(jī)器礙人手柳臂和晃腰、奉腿的棕驅(qū)動(dòng)扇執(zhí)行糊元件所，要燙求其充體積售小，寒重量芹輕，洋且能購(gòu)產(chǎn)生豪大轉(zhuǎn)供距。習(xí)又由拉于工判業(yè)機(jī)繪器人享不同牌的運(yùn)闖動(dòng)姿刺態(tài)，婆伺服襖電機(jī)理軸上柿慣量咳和力焦矩將蘿發(fā)生睜很大墊變化減，因盼此，幟適應(yīng)合性有輕更高渡要求蕉。欠交流禮電機(jī)兵的數(shù)拘學(xué)模卵型是另非線閃性多膝變量演的，授其輸掩入變痰量是驚定子波電壓窗和頻太率，猜輸出帶變量玉是轉(zhuǎn)位速和戰(zhàn)磁鏈感(定紡子磁霸鏈或特轉(zhuǎn)子泛磁鏈俊、或好氣隙殲磁鏈居)，訓(xùn)要獲皇得高萬(wàn)動(dòng)態(tài)幼性能蠟，就睛必須滲依據(jù)薪電動(dòng)害機(jī)的籮動(dòng)態(tài)湊數(shù)學(xué)叛模型蜻，就叨必須喜對(duì)數(shù)主學(xué)模縮型加鵲以改館造，耀使之偶解耦幻和線氧性化掉?；畎崔D(zhuǎn)融子磁凝鏈定小向的初矢量瘦控制么矢溫量控矩制實(shí)獻(xiàn)現(xiàn)的揪根本茶原理蹲是通檢過(guò)測(cè)肝量和捐控制云異步某電動(dòng)急機(jī)定弱子電趣流矢才量，愉根據(jù)宏磁場(chǎng)萬(wàn)定向殿原理坑分別將對(duì)異中步電獵動(dòng)機(jī)判的勵(lì)蜂磁電震流和露轉(zhuǎn)矩篩電流設(shè)進(jìn)行指控制援，從該而達(dá)旨到控眠制異繡步電總動(dòng)機(jī)續(xù)轉(zhuǎn)矩質(zhì)的目欺的?？诰唧w后是將側(cè)異步塔電動(dòng)腳機(jī)的下定子察電流絞矢量掉分解轉(zhuǎn)為產(chǎn)行生磁弦場(chǎng)的董電流笛分量讓(敵勵(lì)磁狠電流叉)躬和產(chǎn)吸生轉(zhuǎn)芬矩的干電流獻(xiàn)分量畜(或轉(zhuǎn)矩惕電流茫)南分別豆加以脆控制肯，并與同時(shí)籠控制棵兩分健量間撥的幅芝值和祝相位慚，即嫁控制太定子決電流干矢量通，所慌以稱棉這種聞控制鄙方式頌為矢灣量控忍制方置式。搭矢量乎控制結(jié)方式翁又有科基于鬼轉(zhuǎn)差奉頻率畏控制摧的矢潛量控渠制方推式、專無(wú)速下度傳違感器局矢量栗控制康方式挖和有奧速度漠傳感脅器的時(shí)矢量廚控制脂方式昆等。團(tuán)基于浩轉(zhuǎn)差芽頻率凱控制屆的矢辯量控驢制方側(cè)式川基于舞轉(zhuǎn)差叼頻率壇控制玉的矢哲量控釣制方烘式同訴樣是岔在進(jìn)潛行U胳/屯f繳＝掛恒定慚控制辰的基烏礎(chǔ)上箏，通倡過(guò)檢釘測(cè)異斯步電叉動(dòng)機(jī)羞的實(shí)慨際速勇度n占，并理得到掃對(duì)應(yīng)進(jìn)的控否制頻銅率f玩，然憶后根螺據(jù)希兼望得勻到的饞轉(zhuǎn)矩惠，分位別控項(xiàng)制定年子電自流矢?jìng)蛄考翱梼蓚€(gè)背分量摘間的志相位直，對(duì)齒通用埋變頻賓器的萍輸出拿頻率駕f進(jìn)耀行控捆制的灰?；Ｓ谵D(zhuǎn)緩差頻慌率控銷制的喂矢量咸控制潔方式鬧的最處大特縮點(diǎn)是弄，可揪以消主除動(dòng)毯態(tài)過(guò)鏟程中胞轉(zhuǎn)矩足電流堆的波搜動(dòng)，原從而葵提高跪了通沾用變慕頻器賤的動(dòng)穩(wěn)態(tài)性冤能。博早期召的矢治量控霸制通迅用變視頻器那么根本席上都侮是采搜用的接基于滋轉(zhuǎn)差旗頻率搏控制扯的矢奇量控拐制方成式。傍無(wú)凍速度盯傳感練器的鎖矢量升控制始方式許無(wú)鞭速度溝傳感陶器的輪矢量缺控制適方式癥是基底于磁念場(chǎng)定透向控括制理佛論發(fā)奮展而翅來(lái)的質(zhì)。實(shí)勻現(xiàn)精光確的青磁場(chǎng)沙定向奶矢量篇控制桐需要世在異屋步電謎動(dòng)機(jī)差內(nèi)安膨裝磁統(tǒng)通檢打測(cè)裝先置.夠要在搖異步皂電動(dòng)恨機(jī)內(nèi)乞安裝炮磁通探檢測(cè)競(jìng)裝置叨是很顛困難增的但滿即使玻不在閑異步韻電動(dòng)卡機(jī)中賓直接遇安裝富磁通忍檢測(cè)橋裝置洽，也意可以萍在通餡用變露頻器堡內(nèi)部鳴得到翼與磁梅通相面應(yīng)的樣量，補(bǔ)并由艇此得煌到了杰所謂臥的無(wú)口速度腫傳感搶器的昂矢量象控制騙方式充。它鋪的基械本控檔制思舅想是撇根據(jù)深輸入拋的電挺動(dòng)機(jī)歲的銘詠牌參贈(zèng)數(shù)，拿按照那轉(zhuǎn)矩罷計(jì)算祝公式享分別梁對(duì)作父為基佳本控歉制量先的勵(lì)密磁電逐流(豐或者爺磁通銷)和禽轉(zhuǎn)矩鑼電流連進(jìn)行燥檢測(cè)誰(shuí)，并繞通過(guò)份控制仗電動(dòng)譯機(jī)定況子繞享組上泰的電泄壓的帖頻率狼使勵(lì)倒磁電畫(huà)流(像或者遍磁通扔)和早轉(zhuǎn)矩偽電流傻的指途令值戒和檢支測(cè)值沒(méi)到達(dá)丸一致腸，并半輸出顛轉(zhuǎn)矩衡，從茶而實(shí)抹現(xiàn)矢記量控魂制。勸按看定子員磁鏈堡定向夢(mèng)的直述接轉(zhuǎn)堤矩控貫制井直接踏轉(zhuǎn)矩丙控制害技術(shù)撤，是承利用塘空間珠矢量魔、定健子磁執(zhí)場(chǎng)定膏向的毫分析局方法咽，直歌接在迫定子搞坐標(biāo)姓系下?lián)浞治鲧P異步宗電動(dòng)音機(jī)的界數(shù)學(xué)夫模型荷，計(jì)僅算與陽(yáng)控制故異步富電動(dòng)勒機(jī)的希磁鏈匆和轉(zhuǎn)倍矩，鼻采用著離散凳的兩襪點(diǎn)式雷調(diào)節(jié)爽器(爺Ba掏nd變—B醒a(bǔ)n最d控壓制)駛，把漢轉(zhuǎn)矩探檢測(cè)常值與涌轉(zhuǎn)矩念給定賊值作感比較戶，使聰轉(zhuǎn)矩拳波動(dòng)己限制拉在一傅定的圾容差廳范圍嗚內(nèi)，備容差頓的大歌小由未頻率向調(diào)節(jié)泄器來(lái)殺控制倍，并岡產(chǎn)生堅(jiān)PW日M脈豪寬調(diào)堤制信敗號(hào)，會(huì)直接種對(duì)逆頃變器劑的開(kāi)全關(guān)狀塊態(tài)進(jìn)瞇行控村制，燦以獲燈得高價(jià)動(dòng)態(tài)惑性能莖的轉(zhuǎn)蒜矩輸艷出。輔它記的控癢制效閃果不胡取決隆于異此步電沒(méi)動(dòng)機(jī)思的數(shù)善學(xué)?？裥褪羌畏衲懿磯蚝?jiǎn)遙化，諒而是雅取決不于轉(zhuǎn)裕矩的閑實(shí)際盾狀況莫，它廳不需算要將攤交流機(jī)電動(dòng)懸機(jī)與回直流章電動(dòng)馳機(jī)作客比較攀、等繡效、旦轉(zhuǎn)化尤，即舞不需墻要模猴仿直鎮(zhèn)流電乘動(dòng)機(jī)兼的控展制，布由于偵它省抵掉了云矢量腎變換泳方式采的坐開(kāi)標(biāo)變狐換與眼計(jì)算朝和為丸解耦熔而簡(jiǎn)殊化異途步電馬動(dòng)機(jī)綁數(shù)學(xué)雙模型巧，沒(méi)泄有通等常的岸PW填M脈網(wǎng)寬調(diào)識(shí)制信皂號(hào)發(fā)傍生器刪，所蘿以它妄的控減制結(jié)躬構(gòu)簡(jiǎn)評(píng)單、城控制各信號(hào)消處理撒的物宗理概軍念明搜確、賀系統(tǒng)既的轉(zhuǎn)匪矩響劑應(yīng)迅同速且嘴無(wú)超廁調(diào)，隙是一防種具暈有高巾靜、萄動(dòng)態(tài)楊性能嫩的交奶流調(diào)男速控廳制方鄰式。

物質(zhì)由分子組成，分子由原子組成。實(shí)際上原子并不是組成物質(zhì)的最小粒子，它是由原子核和圍繞核旋轉(zhuǎn)的一群電子組成的一個(gè)微觀系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)的軌道是一組空間的同心園。同心園數(shù)量有限，除允許的軌道外，其它軌道不允許電子存在。

原子具有內(nèi)能，內(nèi)能的大小不能連續(xù)變化，是一步一步分開(kāi)的。這種分開(kāi)的能量叫能級(jí)。電子所處狀態(tài)決定能級(jí)的上下。通常情況下，電子總是所處在內(nèi)層軌道上，這種狀態(tài)叫基態(tài)或穩(wěn)態(tài)。在整個(gè)原子系統(tǒng)中總是絕大多數(shù)電子組處于基態(tài)。在沒(méi)有外力作用下，內(nèi)層的電子不會(huì)跑到外層上去。也就是說(shuō)，低能級(jí)上的電子不會(huì)自動(dòng)地跑到高能級(jí)上去。

當(dāng)基態(tài)的電子被外部用適當(dāng)?shù)姆绞浇o予一定能量，如光照、電子碰撞、化學(xué)作用或加熱等，就會(huì)激發(fā)到高能級(jí)上去。相反電子由于原子自身的內(nèi)部矛盾，也會(huì)自發(fā)地返回到低級(jí)能級(jí)上來(lái)，這個(gè)過(guò)程叫自發(fā)躍遷。躍遷是指微觀粒子系統(tǒng)從某一種狀態(tài)到別一種狀態(tài)的過(guò)渡。自發(fā)躍遷時(shí)原子的內(nèi)能降低了，多余的能量就會(huì)釋放出來(lái)。釋放的形式有兩種，一種是熱，一種是光。熱叫無(wú)輻射躍遷，光叫自發(fā)輻射躍遷，其輻射稱自發(fā)輻射，一般的光源如電燈的光是自發(fā)躍遷產(chǎn)生的。

因?yàn)樵蛹瘓F(tuán)中各原子的最外電子不拘一格，輻射物質(zhì)也可能包含多種類的元素。各原子的電子軌道半經(jīng)并不相等，能級(jí)間的能量差也不一樣。由于這樣的原子集團(tuán)所輻射的電磁波中，各個(gè)模式的強(qiáng)度、頻率、相位、方向可能是千差萬(wàn)別的，故自發(fā)輻射在光學(xué)中叫非相干光。日光燈、電燈的輻射都是非相干光、光和無(wú)線電波、微波一樣，是電磁能的一種形式，雖然電磁輻射的效應(yīng)隨頻率而變化，但所有的輻射過(guò)程的本質(zhì)都是一樣的。

激光的產(chǎn)生是利用物質(zhì)的一種叫受激輻射的特性，通常是物質(zhì)未受到外界能量的激發(fā)時(shí)全部電子都集居在基態(tài)能級(jí)A，受到外界的能量激發(fā)后，一局部電子就會(huì)上升到能級(jí)B的高能級(jí)，而后它們很快要以熒光躍遷的形式，衰落到次能級(jí)C物質(zhì)。受到刺激后電子在最高能級(jí)停留的時(shí)間都非常短，大約在１０的負(fù)八次方秒以下。但有些物質(zhì)當(dāng)電子躍遷到次高能級(jí)能停留較長(zhǎng)時(shí)間。如紅寶石的鉻離子就能停留幾個(gè)毫秒，因而在那里形成一種穩(wěn)定的停留狀態(tài)〔亞穩(wěn)態(tài)〕。

電子從亞穩(wěn)態(tài)進(jìn)一步向低能級(jí)躍遷時(shí)，產(chǎn)生光子。如果這個(gè)光子在光學(xué)諧振腔〔兩端是反射鏡的一個(gè)腔體〕中反射回來(lái)，就會(huì)誘發(fā)同樣性質(zhì)的躍遷，產(chǎn)生同頻率、同相位的光子。這兩個(gè)光子又會(huì)再起誘發(fā)作用，如此下去就會(huì)產(chǎn)生足夠強(qiáng)的同頻率，同相位的光從光學(xué)諧振腔中具有半透性的那個(gè)反射鏡中射出去，這就是受激輻射。

受激輻射光經(jīng)諧振腔屢次的反復(fù)、反響、放大后最終形成一束頻率一樣、相位相同、方向一致的強(qiáng)大光流，從半反半透的那個(gè)鏡片中射出，這就是激光。

1900年出生在匈牙利的英國(guó)人蓋伯〔DGabor〕創(chuàng)造全息照相術(shù)，為此他在1971年獲得諾貝爾獎(jiǎng)金。1962年美國(guó)的執(zhí)密安大學(xué)的利思〔ENLeith〕和烏帕特克尼斯〔Jvpatnicks〕利用激光拍攝成功了第一張實(shí)用全息圖，即離軸型兩光束全息圖片。全息術(shù)的英文名稱叫：＂Holography＂出于希臘語(yǔ)，意思是全部記錄，即記錄全部信息—振幅和相位。利用激光照相術(shù)所產(chǎn)生的全息圖上的任一小區(qū)能重現(xiàn)整個(gè)物體的象。所以，只要保存底片的一小局部碎片就能再現(xiàn)出原來(lái)全部的景物，這就是全息的來(lái)源，通常我們理解為全部信息。多軸精密運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)通常由工控機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制卡、I/O控制卡、驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)組成。對(duì)于一些專用自動(dòng)化設(shè)備而言,采用這種方案系統(tǒng)會(huì)顯得過(guò)于龐大,本錢(qián)也較高。下面介紹一種使用Baldor運(yùn)動(dòng)控制卡和觸摸屏組成的多軸精密運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)方案,該系統(tǒng)具有性能卓越、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軟件開(kāi)發(fā)方便、用戶容易掌握等特點(diǎn)。

系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)為三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制系統(tǒng),由BALDORNextMoveES運(yùn)動(dòng)控制卡、HITECH觸摸屏、3個(gè)驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)組成。該系統(tǒng)在軟件控制下可實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng),如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng);觸摸屏為輸入、輸出設(shè)備,及可以作按鍵又可以作顯示器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

運(yùn)動(dòng)控制卡的特點(diǎn)

所采用的BALDORNextMoveES運(yùn)動(dòng)控制卡,如圖2所示?？芍С侄S模擬伺服軸和四軸步進(jìn)或數(shù)字伺服,既可以獨(dú)立運(yùn)行,也可以通過(guò)串行端口與其它系統(tǒng)交換信息。

NextMoveES的核心為高性能DSP,板載的I/O包括20路數(shù)字輸入,12路數(shù)字輸出,2個(gè)12位的模擬輸入和2個(gè)12位的模擬輸出。用戶在使用該卡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的同時(shí),可以根據(jù)需要將卡上的I/O口隨意配置為原點(diǎn)、限位開(kāi)關(guān)或標(biāo)準(zhǔn)的I/O端口,不再需要其它的I/O控制模塊，如PLC、I/O控制卡。

圖2

運(yùn)行控制卡結(jié)構(gòu)框圖

BALDOR卡的Mint運(yùn)動(dòng)控制語(yǔ)言具有實(shí)時(shí)、多任務(wù)的特點(diǎn),可以進(jìn)行任意三軸直線插補(bǔ),任意二軸圓弧插補(bǔ)。具有S形加速功能，使運(yùn)動(dòng)更平滑。還有電子齒輪、電子凸輪和飛剪等控制功能。

用戶可以在Windows開(kāi)發(fā)環(huán)境下使用VisualBasic,VisualC

，Delphi和LabVIEW等軟件直接調(diào)用MintMT的ActiveX控件。這樣用戶既可以編制完全獨(dú)立的Baldor卡控制程序,也可以編寫(xiě)上、下位機(jī)控制方式的高級(jí)控制程序。

人機(jī)界面：觸摸屏的應(yīng)用

由于BALDORNextMoveES運(yùn)動(dòng)控制卡板載的I/O只有20個(gè)數(shù)字量輸入，用于3個(gè)軸的HOME開(kāi)關(guān)及限位開(kāi)關(guān)后就已占9個(gè)。再占用其它數(shù)字輸入口作為輸入設(shè)備顯然不適宜宜。因此,我們采用HITECH的FWS700T-STN觸摸屏通過(guò)RS232串口與BALDOR卡連接,使用HITECH觸摸屏的圖形元件與BALDOR卡中的COMMS數(shù)組進(jìn)行通訊。具體實(shí)現(xiàn)方法如下：

·使用HITECH觸摸屏自帶的工具軟件ADP3.2.00繪制界面,其繪制過(guò)程十分簡(jiǎn)單,只需在根本元件工具欄選中所需要的元件拖入繪圖區(qū)即可,本系統(tǒng)繪制的觸摸屏界面如圖3所示,圖3中有一個(gè)程序啟動(dòng)按鈕和三軸的運(yùn)動(dòng)位置。

圖3

觸摸屏界面

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酷SP逢EE供D[葉0,暈1,衫2]搞=2乏0,司20削,2顛0‘虜三軸慧速度亡值初難始化

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定位或剩余力矩：在沒(méi)有電流通過(guò)繞組時(shí)，能使電機(jī)的輸出軸旋轉(zhuǎn)所需用施加的力矩。驅(qū)動(dòng)器：一個(gè)用來(lái)運(yùn)行步進(jìn)電機(jī)的電氣控制裝置。這包括電源、邏輯程序器、開(kāi)關(guān)元件以及一個(gè)確定步進(jìn)速率的變頻脈沖源。動(dòng)態(tài)力矩：在一定步進(jìn)速率下電機(jī)所產(chǎn)生的力矩。動(dòng)態(tài)力矩可由PULLIN〔牽入〕力矩或PULLOUT〔牽出〕力矩所表示。保持力矩：繞組在通以穩(wěn)態(tài)直流電時(shí)，能使電機(jī)的輸出軸旋轉(zhuǎn)所需施加的力矩。慣性：物體對(duì)加速或減速的慣性測(cè)量值。此處用于指電機(jī)所要移動(dòng)負(fù)載的慣性，或電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性。線性步進(jìn)增長(zhǎng)〔或稱步長(zhǎng)〕：轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角導(dǎo)螺桿所產(chǎn)生的線性行程。最大溫升：由電阻上拉方式?jīng)Q定，電機(jī)安裝在通風(fēng)的環(huán)境中，保持線圈中的電流恒定牽入力矩：必須克服轉(zhuǎn)子慣量的加速轉(zhuǎn)矩，以及加速時(shí)固定連接的外接負(fù)載和各種摩擦轉(zhuǎn)矩。因此，牽入力矩通常小于牽出力矩。牽出力矩：電機(jī)在恒速下能夠產(chǎn)生的最大力矩。因?yàn)樗俣炔蛔?，所以沒(méi)有慣性力矩。同時(shí)轉(zhuǎn)子內(nèi)部的動(dòng)能和慣性載荷使?fàn)砍隽卦龃?。脈沖速率：每秒施加到電機(jī)繞組上的脈沖數(shù)量〔PPS〕。脈沖速率等于電機(jī)步進(jìn)速率。每秒脈沖數(shù)〔PPS〕：電機(jī)在一秒鐘內(nèi)所產(chǎn)生的步數(shù)〔有時(shí)稱為“步數(shù)/秒〞〕。這由電機(jī)驅(qū)動(dòng)器所產(chǎn)生的脈沖頻率所決定。升降速：在電機(jī)不失步的情況下，將給定負(fù)荷從原有的低步進(jìn)速率增加至最大，接著再降低至原有速率的一種驅(qū)動(dòng)技術(shù)。單步進(jìn)響應(yīng)：電機(jī)進(jìn)行完整的一步所要求的時(shí)間。步進(jìn)：電機(jī)每接收一個(gè)脈沖時(shí)轉(zhuǎn)子的角度。對(duì)于直線電機(jī)來(lái)說(shuō)，步進(jìn)為直線距離。步距角：每一步轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)，測(cè)量單位為度。每周旋轉(zhuǎn)步數(shù)：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)360度所需要第1頁(yè)共1頁(yè)的總步數(shù)。力矩與慣性比率：保持力矩除以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量-PAGE1-氣動(dòng)伺服系統(tǒng)的根據(jù)構(gòu)成有以下幾種方式：〔1〕以氣動(dòng)伺服閥為控制元件構(gòu)成系統(tǒng)，這種方式性能最好，但由于氣動(dòng)伺服閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較高、使用條件苛刻，一般的應(yīng)用場(chǎng)合難以接受；〔2〕以氣動(dòng)比例閥為控制元件構(gòu)成系統(tǒng)，氣動(dòng)比例閥隨著比例電磁鐵技術(shù)的日益成熟，已出現(xiàn)商品化產(chǎn)品，且價(jià)格適中；(3)以氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥為控制元件，配合以PWM、PCM、PNM等控制方式構(gòu)成系統(tǒng)，氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥本錢(qián)最為低廉，因此這方面的應(yīng)用研究比較多。根據(jù)氣動(dòng)伺服系統(tǒng)按功能一般可分為：(1)位置控制系統(tǒng)(2)速度控制系統(tǒng)(3)力控制系統(tǒng)(4)位置與力復(fù)合控制系統(tǒng)其中，位置控制系統(tǒng)和力控制系統(tǒng)應(yīng)用研究比較多，速度控制系統(tǒng)應(yīng)用研究比較少。上世紀(jì)自90年代開(kāi)始，直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)在精密定位領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。特別是隨著對(duì)數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)要求不斷地實(shí)現(xiàn)高速和超高速化、精密和超精密化，高速反響能力的直線驅(qū)動(dòng)伺服技術(shù)—所謂的零傳動(dòng)方式便應(yīng)運(yùn)而生，由于消除了傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)鏈所帶來(lái)的一系列不良影響[1]。因而極大地提高了進(jìn)給系統(tǒng)的快速反響能力和運(yùn)動(dòng)精度，成為新一代數(shù)控機(jī)床中最具代表性的先進(jìn)技術(shù)之一。因此，帶來(lái)了一些新問(wèn)題，現(xiàn)在做初步討論。應(yīng)用中的假設(shè)干問(wèn)題對(duì)模型的根本認(rèn)識(shí)直線電機(jī)伺服系統(tǒng)與傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)＋滾珠絲杠〞的進(jìn)給方式相比，雖然消除了機(jī)械傳動(dòng)鏈所帶來(lái)的一些不良影響，但卻增加了電氣電子控制上的難度。在要求高精度、微進(jìn)給的場(chǎng)合，必須站在更微觀的層次上，考慮更多的攝動(dòng)與擾動(dòng)等不確定性因素對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響。否那么，零傳動(dòng)方式將失去原來(lái)所希冀的意義。這種機(jī)械上的簡(jiǎn)化，導(dǎo)致了控制上難度的增加。因此，必須采用更有效的控制技術(shù)加以解決。在目前的技術(shù)水平條件下，這種“轉(zhuǎn)嫁〞顯然是合理的。用軟件技術(shù)和微電子器件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜有效的控制算法來(lái)取代對(duì)精度要求很高而又笨重的機(jī)械部件，以獲得更優(yōu)良的性能，無(wú)論如何這是值得的。在考慮直線伺服電機(jī)的控制策略和具體實(shí)現(xiàn)方法時(shí)，始終不應(yīng)該忘記，盡管模型存在著不確定性，但我們所研究對(duì)象的模型框架是根本清晰的，而且對(duì)象是一個(gè)高精度的快速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。直線電機(jī)的特殊問(wèn)題這里所講的直線電機(jī)，它屬于運(yùn)動(dòng)控制執(zhí)行部件，而且是作為位置或速度伺服來(lái)應(yīng)用的。電機(jī)磁路的物理結(jié)構(gòu)在兩邊端部斷開(kāi)，形成了一般旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)所沒(méi)有的特殊現(xiàn)象——端部效應(yīng)，它作為一個(gè)與動(dòng)子速度和位置有關(guān)的擾動(dòng)存在，對(duì)運(yùn)動(dòng)性能有顯著的不良影響，這是必須特殊考慮的一個(gè)問(wèn)題。另外，值得注意的一個(gè)問(wèn)題是，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)是直接驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有中間機(jī)械傳動(dòng)鏈了。控制系統(tǒng)模型的攝動(dòng)、負(fù)載擾動(dòng)等不確定因素的影響將直接反映到直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制中，而沒(méi)有任何中間的緩沖衰減過(guò)程，因此增加了控制上的困難。直線電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)一般都為全閉環(huán)控制，提高了對(duì)傳感器分辨率和反響能力的要求。也給系統(tǒng)的調(diào)整增加了麻煩。此外，對(duì)散熱、制動(dòng)、防塵、隔磁等實(shí)際存在的問(wèn)題也要妥善處理?？刂品椒ㄒ嗅槍?duì)性與實(shí)用性在高精度微進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中，必須站在更高的層次上，考慮到一些更細(xì)微的干擾因素對(duì)伺服性能的影響，必須采取有效的措施抑制這些擾動(dòng)。在選取控制方法，基于對(duì)對(duì)象模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)根本清晰的認(rèn)識(shí)，又要考慮它存在著模型攝動(dòng)、負(fù)載擾動(dòng)等未知的不確定性因素對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗擾動(dòng)能力的影響。與此同時(shí)，必須從直線電機(jī)伺服系統(tǒng)是一個(gè)具有高度快速的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)這一具體對(duì)象的特性出發(fā)，不可能在幾十毫秒的起動(dòng)或制動(dòng)過(guò)程中以及更為短暫的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)十分復(fù)雜的控制算法。這就是要求針對(duì)產(chǎn)生擾動(dòng)的不同原因的特殊性，以相應(yīng)見(jiàn)長(zhǎng)的控制策略對(duì)付之。伺服系統(tǒng)第一重要的性能就是對(duì)其指令的跟蹤能力。在理想情況下，輸出能無(wú)延遲、無(wú)超調(diào)地跟蹤輸入指令的變化。一個(gè)成功的控制策略，必須針對(duì)具體對(duì)象的特點(diǎn)，滿足主要功能要求的同時(shí)，兼顧跟蹤能力和抗擾動(dòng)能力。現(xiàn)在所研究的控制方法很多，在理論和實(shí)驗(yàn)研究上有許多文章發(fā)表于刊物，但見(jiàn)諸成功應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品的，根本上都是以零、極點(diǎn)配置的PID和前饋控制為根底的控制方法，形式上完備的現(xiàn)代控制方法和耗時(shí)費(fèi)力的智能控制尚未在實(shí)際產(chǎn)品中應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)電機(jī)還是唱主角雖然直線伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，先進(jìn)國(guó)家在數(shù)控機(jī)床等方面已得到了成功的應(yīng)用，成為新一代數(shù)控機(jī)床的代表性技術(shù)并將越來(lái)越普及，但這并不意味著它能完全取代旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式?？梢灶A(yù)料，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)期內(nèi)，大量應(yīng)用的還將是旋轉(zhuǎn)電機(jī)與滾珠絲杠相結(jié)合的傳動(dòng)方式。一方面這是因?yàn)樾D(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式也在改良，其快速性和精度在不斷提高;另一方面旋轉(zhuǎn)電機(jī)在價(jià)格上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。機(jī)床已適應(yīng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的傳動(dòng)方式，無(wú)需變動(dòng)機(jī)床結(jié)構(gòu)，它也不具有直線電機(jī)傳動(dòng)方式所存在的那些缺點(diǎn)。魯棒性設(shè)計(jì)與H∞控制不確定因素對(duì)于直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)講是十分敏感的。這是因?yàn)橹本€電機(jī)實(shí)現(xiàn)直接零傳動(dòng)方式，負(fù)載側(cè)的任何變化都直接反映到電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制上。沒(méi)有經(jīng)過(guò)象滾珠絲杠那樣機(jī)械運(yùn)動(dòng)變換與減速作用衰減負(fù)載側(cè)的干擾，這相當(dāng)于降低了系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性和魯棒性能指標(biāo)。因此，有必要更加重視系統(tǒng)的魯棒性問(wèn)題。負(fù)載側(cè)的干擾主要有:端部效應(yīng)引起的推力變化，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的非線性摩擦，低速的蠕動(dòng)爬行運(yùn)動(dòng)，負(fù)載阻力大小和動(dòng)子質(zhì)量變化，與運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)的粘滯摩擦系數(shù)變化等。此外，與旋轉(zhuǎn)電機(jī)一樣，直線電機(jī)本身參數(shù)的變化，也會(huì)引起模型的攝動(dòng)。由此可見(jiàn)，直線電機(jī)在控制上要比旋轉(zhuǎn)電機(jī)困難得多，具有更強(qiáng)的不確定性威脅著系統(tǒng)工作可靠性，在設(shè)計(jì)時(shí)必須要認(rèn)真考慮，防患于未然。解決這個(gè)問(wèn)題的方法就是要進(jìn)行系統(tǒng)的魯棒性設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的名義系統(tǒng)當(dāng)然應(yīng)該是穩(wěn)定的，但攝動(dòng)后的實(shí)際系統(tǒng)是否仍能保持穩(wěn)定就不一定了。一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)的名義系統(tǒng)在攝動(dòng)下仍然能保持其穩(wěn)定性的能力，稱為這個(gè)系統(tǒng)的魯棒性。魯棒性是一個(gè)統(tǒng)稱，最根本的可分為穩(wěn)定魯棒性和品質(zhì)魯棒性，前者指系統(tǒng)在攝動(dòng)下保持穩(wěn)定的能力，后者指保持其品質(zhì)指標(biāo)的能力。顯然，魯棒性是控制系統(tǒng)的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。經(jīng)過(guò)20多年的研究和開(kāi)展，魯棒控制理論得到了長(zhǎng)足的開(kāi)展。尤其以H∞控制理論為突出代表，在設(shè)計(jì)控制器中得到了很好的應(yīng)用。從廣義上講，系統(tǒng)的不確定性按其結(jié)構(gòu)分為兩類:其一，不確定性結(jié)構(gòu)未知，僅知不確定性變化范圍(結(jié)構(gòu)不確定性);其二，不確定性結(jié)構(gòu)，存在著參數(shù)變化(參數(shù)不確定性)。第一類不確定性魯棒控制的研究導(dǎo)致了H∞控制理論的產(chǎn)生和成熟，第二類不確定性的魯棒控制研究導(dǎo)致了參數(shù)魯棒控制理論的開(kāi)展。H∞是一種范數(shù)的表示方式