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13 3.4 数字控制技术(四).pptx

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本课件为《计算机控制技术》课程的第3章数字控制技术(四),围绕3.3.1 步进电机的分类、3.3.2 步进电机的工作原理与3.3.3 步进电机的工作方式展开讲解,逐页呈现原理框图、接口电路与程序示例,并给出完整文字版,便于按章节检

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第3章数字控制技术(四)目录页,列出3.3.1 步进电机的分类、3.3.2 步进电机的工作原理、3.3.3 步进电机的工作方式等小节标题
在这里,数控机床的驱动元件是步进电机。
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第1页:第13讲第3章数字控制技术(四)

第13讲第3章数字控制技术(四)

第2页:3.3 多轴步进驱动控制技术

3.3 多轴步进驱动控制技术

  • 多轴步进驱动控制技术(一)
  • 步进电机的分类
  • 步进电机的工作原理
  • 步进电机的工作方式
  • 步进电机控制接口及输出字表

第3页:在这里

在这里:数控机床的驱动元件是步进电机。步进电机是靠脉冲来驱动的,也称脉冲电机。数控系统的工作站或刀具总移动步数取决于指令脉冲的总数,而刀具移动的速度则取决于指令脉冲的频率。步进电机:给一个脉冲电机转一下。它是一种将电脉冲信号转换为角位移的机电式数模(D/A)转换器。

第4页:步进电机的分类方法很多

步进电机的分类方法很多

  • 。按力矩产生的原理,分为反应式和励磁式。•励磁式的定子和转子均有励磁绕组,由它们之间的电磁力矩实现步进运动。
  • 有的励磁式电机转子无励磁绕组,而是由永久磁铁制成,转子有永久磁场,通常把这样的步进电机称为混合式步进电机。
  • 混合式步进电机具有步距较小、有较高的启动和运行频率、消耗功小、效率高、不通电时有定位转矩、不能自由转动等特点,广泛应用于机床数控系统、打印机、硬盘机等数控装置中。

第5页:反应式的转子中无绕组

反应式的转子中无绕组

  • 由定子磁场对转子产生的感应电磁力矩实现步进运动。•反应式步进电机有较高的力矩转动惯量比,步进频率较高,频率响应快,结构简单。
  • 按照输出力矩大小分为伺服式和功率式。伺服式只能驱动小负载,一般与液压转矩放大器配用,才能驱动机床等较大负载。功率式可以直接驱动较大负载。

第6页:(1)步进电机的结构步进电机由内转子和定

(1)步进电机的结构步进电机由内转子和定:子构成,有三相、四相、五相等等。定子:定子上有绕组。对于三相电机,有3对磁极,实际上三对磁极分别为A、B、C,通过开关轮流通电。转子:上面带齿。这里只画了4个齿,(其实一般有几十个齿)(2)工作原理:对于三相步进电机的SA、SB、SC这三个开关,每个开关闭合,就会产生一个脉冲,现在看工作过程。

第7页:初始状态时

初始状态时:开关A接通,则A相磁极和转子的0、2号齿对齐,同时转子的1、3号齿和B、C相磁极形成错齿状态。

第8页:当开关A断开

当开关A断开:B接通,由于B相绕组和转子的1、3号齿之间的磁力线作用,产生一个扭矩,使得转子的1、3号齿和B相磁极对齐,则转子的0、2号齿就和A、C相绕组磁极形成错齿状态。

第9页:开关B断开

开关B断开:C接通,由于C相绕组和转子0、2号之间的磁力线的作用,使得转子0、2号齿和C相磁极对齐,这时转子的1、3号齿和A、B相绕组磁极产生错齿。

第10页:当开关C断开

当开关C断开:A接通后,由于A相绕组磁极和转子1、3号齿之间的磁力线的作用,使转子1、3号齿和A相绕组磁极对齐,这时转子的0、2号齿和B、C相绕组磁极产生错齿。很明显,此时转子移动了一个齿距角。 如果对一相绕组通电的操作称为一拍,那对A、B、C三相绕组轮流通电需要三拍。对A、B、C三相轮组轮流通电一次称为一个周期。

第11页:齿距角和步距角

齿距角和步距角:对于步进电机,如果它的转子齿数为Z,它的齿距角θZ为θZ=2π/Z=360°/Z而步进电机运行N拍可使转子转动一个齿距位置,故步进电机的步距角θ可以表示如下θ=θZ/N=360°/(NZ)其中:N是步进电机工作拍数,Z是转子的齿数。

第12页:1 单三拍工作方式

1 单三拍工作方式

  • 单三拍就是每次只给一个线组通电,其余的绕组断开。
  • 绕组的通电顺序:A→B→C→A→…
  • 电压波形步进电机是由脉冲控制的,而脉冲是由计算机控制的。

第13页:2 双三拍工作方式①绕组的通电顺序

2 双三拍工作方式①绕组的通电顺序:AB BC CA②电压波形

第14页:3 三相六拍工作方式①绕组的通电顺序

3 三相六拍工作方式①绕组的通电顺序:A AB B BC C CA A②电压波形

第15页:步进电机的控制中

步进电机的控制中

  • 要关心下列问题:
  • 步进电机的精度问题;
  • 速度调节问题;
  • 计算机接口问题。

第16页:1 步进电机控制接口采用计算机控制

1 步进电机控制接口采用计算机控制

  • 主要取代脉冲分配器,而给步进电提供驱动电源的驱动电路是必不可省的。 开关量输出低8位(由基地址+0输出)中的DO
  • DO
  • DO2控制x轴三相步进电机,开关量输出高8位(由基地址+1输出)中的DO
  • DO
  • DO10控制y轴三相步进电机。

第17页:PCL-730•ISA总线32路I/O板

PCL-730•ISA总线32路I/O板:,000VDC)•中断能力

第18页:步进电机三相六拍输出字表

步进电机三相六拍输出字表:下表列出相关数据。

步进电机三相六拍输出字表
节拍输出字(二进制)输出字(十六进制)y轴存储地址标号x轴存储地址标号
10000000101HADY1ADX1
20000001103HADY2ADX2
30000001002HADY3ADX3
40000011006HADY4ADX4
50000010004HADY5ADX5
60000010105HADY6ADX6

第19页:本讲结束

本讲结束:本页为本讲内容的收束页。

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