经济型数控系统介绍课件.ppt

二.经济型数控系统的种类 步进电机拖动的开环系统 系统简单、价格最便宜，可用于小型车床、铣床、钻床和线切割机床。 电磁离合器切换的控制系统 用于直流电机或交流异步电机拖动，电磁离合器切换，以光栅盘、旋转变压器或感应同步器检测反馈，常用于中小型机床车削阶梯轴、铣削阶梯形零件、钻削坐标孔等加工。 直流伺服电机拖动的控制系统 用直流伺服电机拖动，以编码盘、旋转变压器检测反馈。系统的性能范围较广，无噪音、精度高、过载能力强，是经济型数控中的高档产品。 经济型微机数控系统原理图 8-2 步进电机的工作原理及特性 步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移的机电执行元件。 步进电动机的结构 步进电动机的工作原理示意 步进电动机单双拍运行 步距角（θb）计算公式 步进电机转速计算公式 例1一台三相反应式步进电动机，采用三相六拍分配方式，转子有40个齿，脉冲源频率为600Hz，求： (1)写出一个循环的通电程序 (2)求步进电动机步距角 (3)求步进电动机转速 n 步进电动机的主要技术指标与特性 精度 步距误差是空载运行一步的实际转角的稳定值和理论值之差的最大值。 累积误差是指从任意位置开始，经过任意步后在此之间，角位移误差的最大值。 最大静转矩 静转矩指步进电机处于定位状态下的电磁转矩，它是绕组内电流和失调角的函数。 对应于某失调角时，静转矩最大，称为最大静转矩。 8-3 步进电机的驱动电源 步进电机的驱动原理 环形分配表 I/O接口图 三、对步进电机驱动电源的要求 驱动电源指功率放大部分。 为保证步进电机又足够的输出转矩和快速性，驱动电源提供的电流波形应尽量接近矩形波。 为保证步进电机有一定的输出转矩和快速性，必须使用较高的驱动电压。此时为了减小过渡过程时间常数并限制励磁电流不超过额定值，往往要串联适当的电阻，这在电机每相电流不大时是允许的。 对于功率步进电机，常采用功耗小、效率高，又能加快过渡过程的高低压供电方式、斩波恒流式或其他方式。 四、步进电机驱动电源的分类 按供电方式分类 单电压供电 双电压供电 调频调压供电 按功率驱动部分所用元件分类 大功率晶体管驱动 快速晶闸管驱动 可关断晶闸管驱动（GTO) 混合驱动 五、提高驱动电源性能的措施采用简单的功率放大线路 双电压供电线路及有关波形 高压箝位放电线路及波形 六、功率放大器线路介绍 几种典型的功率放大线路 单电压供电方式 双电压供电方式 双电压恒流驱动电路 斩波恒流功放电路 1、单电压供电方式 2.高低压切换型驱动电路 3、双电压恒流驱动电路 4、斩波恒流功放电路 斩波平滑功放电路 步进电机小结 基本要求 掌握步进电动机步矩角和步进电动机转速的数学表达式及其物理意义； 了解步进电动机环形分配器的基本原理及其硬、软件的实现方法 ， 了解两种不同类型步进电动机的驱动电路及其优缺点； 掌握步进电动机的结构、运行特性及影响因素。 步进电动机的重点与难点 1．重点 ①分析和设计简单的步进电动机驱动电路： ③掌握步进电动机的主要性能指标。 2．难点 ①步进电动机的不同结构，不同脉冲分配方式及其运行性能 : ②驱动电路对步进电动机运行性能的影响。 脉冲分配器 脉冲信号 功率放大 A B C 分配后的脉冲信号 放大后的脉冲信号 1. 脉冲分配器 当方向电平为低时，脉冲分配器的输出按A-B-C的顺序循环产生脉冲。 当方向电平为高时，脉冲分配器的输出按A-C-B的顺序循环产生脉冲。 2.功率放大器 将脉冲分配器的输出信号进行电流放大后给电动机的定子绕组供电，使电动机的转子产生输出转矩。 步进电动机的脉冲分配器 步进电动机的脉冲分配器可由硬件或软件方法来实现。 硬件环形分配器：由计数器等数字电路组成的。有较好的响应速度，且具有直观、维护方便等优点。 软件环分：由计算机接口电路和相应的软件组成的。受到微型计算机运算速度的限制，有时难以满足高速实时控制的要求。 1.硬件环形分配器 2.软件分配 A相 B相 C相 二、步进电机的环形分配器 三相六拍环形分配器图 序号 控制信号状态 输出状态 导电绕组 CAJ CBJ CCJ QA QB QC 0 1 1 0 1 0 0 A 1 0 1 0 1 1 0 AB 2 0 1 1 0 1 0 B 3 0 0 1 0 1 1 BC 4 1 0 1 0 0 1 C 5 1 0 0 1 0 1 CA 6 1 1 0 1 0 0 A A AB B BC C CA 01H(000