淺談伺服電機系統的重要功能
數控機床的伺服電機系統重要的功能是-輸出的速度和距離準確付制輸入要求。為了-實現這個功能,數控機床的伺服系統基本包括電流控制環,速度控制環和位置控制環三環控制的系統。電流環-伺服系統的電流在動態時為-波形; 速度環和位置環-伺服電機系統在任何時刻的輸出速度和位置準確付制輸入信號要求的速度和位置。評估伺服系統往往從系統的靜特性、動特性出發,具體性能進行評估如下。
系統動態特性的分析
系統的動態特性是描述系統在輸入的作用下,輸出隨時間變化的情況。速度和電流控制系統,有數字和模擬兩種控制方法,可分別采用離散和連續的數學方法分析。工程上為了簡化分析,根據香農定理,選擇數字系統的采樣頻率f0,數字系統信號頻譜中的高頻率為fmax。這樣系統就可以按連續系統,用拉普拉斯傳遞函數的方法分析。
對輸出特性的要求
它是指被控制的伺服電機和驅動器的靜特性,根據這個特性,判斷在要求的速度范圍內是否具有足夠的輸出轉矩以帶動負載。是否有足夠的過載倍數使機械負載啟動。一般伺服電機以轉矩作為主要參數。連續工作的轉矩不得超過連續工作區。在起制動及加減速時不得超過斷續工作區。為了能反向和在制動下工作,伺服系統還需要具有四象限工作的特性。
速度環經常采用的兩種控制方式
為了分析速度系統,把電流環近似為1; 由于伺服電機的軸端施加負載,所以伺服系統的動態特性受阻尼和慣性負載的影響。為了提高系統的動態性能,pid算法是工程上經常采用的方法,速度環經常采用的有pi和ip兩種控制方式。本質上,pi與ip都是比例—積分的關系。但pi控制軟件處理的順序是先比例、后積分,濮陽車床數控改造,著重于比例; 而ip控制軟件處理的順序是先積分、后比例,著重于積分。
簡易數控車床常見故障與處理
簡易數控車床又叫經濟型數控車床,是在普通車床的基礎上發展起來的,其自動控制系統主要由單片機構成,通過控制程序,控制機床的縱向及橫向進給裝置及換刀裝置,自動完成零件的加工。所以,簡易數控車床仍是機電一體化設備,因而在出現故障時也要從機床的機械結構和電氣控制兩個方面綜合分析。
1.程序運行后步進電機抖動不轉
這一現象一般是步進電機或其控制系統斷相造成的。有可能是步進電機本身故障也可能是其驅動電路故障。首先檢查步進電機的連接插頭是否接觸-,若接觸-,可將沒有故障的電機調換過來,以便驗證電機是否-。若調換電機后仍不能正常工作,則說明其控制部分不正常,可重點檢查驅動板上的大功率三極管及其保護元件釋放二極管,一般情況下,這兩個元件
2.程序運行中工作臺突然停止
這一現象一般是由機械故障引起的,但也可能是控制系統發生故障造成的。這時可先將工作臺退回-,重新啟動加工程序,若工作臺總是運行到某一位置時停止,應該是傳動系統的某一部位損壞、變形或被異物卡住等。首先斷電,然后檢查絲母與絲杠間隙或溜板鑲條是否太緊、滾珠絲杠的滾珠導槽內有無異物、絲杠有無彎曲變形、步進電機減速器內柔性齒輪是否松動或異物卡住等。若手動盤車沒有異常,則是控制系統故障,應按照故障1進行檢查。
3.高速時步進電機丟步
可能是驅動電源電壓降低,使步進電機輸出轉矩減小。應重點檢查驅動電源部分,當高壓開關三極管損壞后,高壓電源天法接通,高速時步進電機輸出轉矩減少而丟步。也可能某處機械故障,所以還應檢查絲杠、絲母、溜板、步進電機減速器等處。當有部件彎曲、變形、或有異物時會使運行阻力增大,低速運行時現象不明顯,車床數控改造價格,但高速時則不能完全克服運行阻力。
4.程序運行結束刀具不回零點
一般是控制系統故障。刀具在進給或在加工時,步進電機運轉速度較低,而程序回零點時,則要求快速退回。步進電機高速運行,采用高壓驅動電源,以使輸出轉矩增大。控制高壓驅動電源輸出的有一開關三極管,當開關三極管損壞后,高速回零點時高壓電源打不開,步進電機輸出轉矩不夠,致使刀具不回到零點。更換開關三極管即可消除。
5.刀具返回零點時越位
一般是機械傳動系統運行阻力太大引起。切削進給時,車床數控改造聯系電話,刀架低速運行,低電壓驅動,步進電機運轉轉矩小,不-克服阻力造成丟步。而回零時步進電機高壓驅動,運行速度高、轉矩大,又沒有切削阻力,步進電機不丟步。這樣去時丟步而返回時正常就會造成不回零現象。這時可檢查步進電機減速箱內傳動齒輪或步進電機與絲杠之間傳動齒輪上有無鐵屑異物,或溜板鑲條是否太緊使運行阻力增大等。