主軸驅動系統(tǒng)第五節(jié)檢測元件試卷

1復習：伺服驅動系統(tǒng)的分類步進電動機的工作原理和特性是什么？一、溝通主軸電動機

籠型異步電動機由有三相繞組的定子和有籠條的轉子構成。在轉子鐵心上開有很多槽，每個槽內裝有一根導體，全部導體兩端短接在端環(huán)上。二、異步電動機調頻調速感應電動機的轉子轉速為：f1——定子供電頻率

n=60f1(1-s)/pp——電動機定子繞組極對數；s——轉差率。由上式可見，要轉變電動機的轉速：①轉變磁極對數p，則電動機的轉速可作有級變速；②轉變轉差率s；③轉變頻率f1。在數控機床中，溝通電動機的調速通常承受變頻調速的方式。感應電動機每相的感應電動勢為：E1=4.44f1W1Φm≈U1f1 ——電源頻率，單位為Hz；W1——每相繞組有效匝數；Φm——每極磁通；U1——定子電壓，單位為V。則Φm=KU1/f1U1，以保持ΦmU1f1的協(xié)作變化稱為恒〔恒轉矩調速掌握f1頻率超過異步電動機銘牌的額定頻率，由于電源電壓的限制，U1已到達變頻器輸出電壓的最大值再不能隨f1而上升，異步電動機的每極磁通Φmf1成反比例下降，其轉矩Tf1反比例下降。但因轉速n提高，異步電動機的輸出功率P則在此區(qū)域內保持不變PT，稱為恒功率調速。 異步電動機的機械特性：在同一負載轉矩下，有著一樣的轉速降落Δn，其轉速降落百分比〔Δn/n0〕隨著頻率下降將越來越大，調速性能下降。三、異步電動機的矢量掌握矢量變換掌握的根本想法來自等效的概念感應電動機。四、變頻器在機床上的應用五、主軸分段無級調速及掌握數控裝置可通過三種方式掌握主軸驅動。一種是通過主軸模擬電壓輸出接口，輸出0～±10V0～10V122BCD碼〔4BCD碼〕開關量信號至主軸驅動，掌握主軸的轉速。數控機床常承受1～4檔齒輪變速與無級調速相結合的方式，即分段無級變速方式。數控系統(tǒng)可使用M41～M44代碼進展齒輪的自動變檔。首先需要在數控系統(tǒng)參數區(qū)設M41～M444檔對應的最高主軸轉速，這樣數控系統(tǒng)依據當前S指令值推斷檔位，并自動輸出相應的M41～M44指令至PLC，掌握更換相應的齒輪檔，然后數控裝置輸出相應的模擬電壓。六、主軸準停掌握主軸準停功能又稱為主軸定位功能，即當主軸停頓時能掌握其停于固定位置。 控機床上，一般都承受電氣方式使主軸定位，只要數控系統(tǒng)發(fā)出M19指令，主軸就能準確部件，由它們輸出的信號，使主軸準確停在規(guī)定的位置上。七、主軸進給功能主軸進給功能即主軸的C軸功能。對于車削中心，主軸除了完成傳統(tǒng)的回轉功能外，主軸的進給功能可以實現主軸的定向、分度和圓周進給，并在數控裝置的掌握下實現C軸與其他進給軸的插補。對于車、銑復合機床，則必需要求車主軸在銑狀態(tài)下完成銑床C軸全部的進給插補功能。機械式雙電動機切換有C軸功能的主軸電動機一、概述位置檢測裝置的要求受溫度、濕度的影響小，工作牢靠，能長期保持精度，抗干擾力量強。在機床執(zhí)行部件移動范圍內，能滿足精度和速度的要求。使用維護便利，適應機床工作環(huán)境。本錢低。位置檢測裝置的分類數字式測量和模擬式測量數字式測量進展比較、處理。如光柵、光電編碼器等。模擬式測量要用于小量程的測量如旋轉變壓器等。增量式測量和確定式測量1〕增量式測量0.01mm0.01mm就發(fā)出一個脈沖信號。任何一個點都可作為測量的起點。典型的測量元件有光柵、增量編碼器等。2〕確定式測量對于被測量的任意一點位置均由固定的零點標起，每一個被測點都有一個相應的測量值，常以數據形式表示。典型的測量元件有確定式光電編碼器等。直接測量和間接測量直接測量將檢測裝置直接安裝在執(zhí)行部件上，如光柵用來直接測量工作臺的直線位移。間接測量將檢測裝置安裝在滾珠絲杠或驅動電動機軸上行部件的直線位移。典型的測量元件有旋轉變壓器等。二、光柵臺的位移量。直線透射光柵的組成1一光柵尺(標尺光柵)2一指示光柵3一光電接收元件4一光源莫爾條紋的原理保持0.05～0.1mm的間隙，并使指示光柵和標尺光柵的線紋相互穿插保持一個很小的夾角θ。兩條暗帶或兩條亮帶之間的距離叫莫爾條紋的間距BW，兩光柵線紋的夾角為θ，則它們的近似關系為WB＝ θ 假設兩塊光柵相對移動一個柵距就可以知道光柵移動了多少柵距，也就知道了運動部件的準確位移量。3．透射光柵的工作原理〔光柵讀數頭脈沖信號。三、光電編碼器軸的角位移轉換成電脈沖信號。增量式光電編碼器1234一光電碼盤5一光電元件測量精度取決于它所能區(qū)分的最小角度，而這與碼盤圓周的條紋數有關，即區(qū)分角α=360°/條紋數實際應用的增量式光電編碼器的光欄板上有A組和B組條紋，每組條紋的間隙與光電AB1/4節(jié)距，兩組條紋相對應的光電元件所產生的90°相位，用于辨向。當光電碼盤正轉時，A信號超前B90°，當光電碼盤反轉時，B信號超前A90°。在光電碼盤的里圈里還有一條透光條紋C于主軸準停以及螺紋加工。確定式光電編碼器與增量式光電編碼器不同，確定式光電編碼器是通過讀取編碼盤上的圖案確定軸的位置。四、旋轉變壓器到定子繞組上，轉子繞組輸出感應電壓。則隨轉子的角位移發(fā)生相對位置的轉變，因而其輸出電壓的大小也隨之而變化。e=kU1sinθ=kUmsinωtsinθk——旋轉變壓器的電壓比；θ——兩繞組軸線間夾角；Um——勵磁電壓的幅值；ω ——勵磁電壓的角頻率。實際應用時往往較多地使用正弦余弦旋轉變壓器組。轉子繞組中的一個繞組輸出電壓〔另一個未畫出的繞組短接〕為e3=e1+e2=kUmcos