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半闭环伺服系统(半闭环伺服系统数控机床反馈装置)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-26 02:17   点击:267  编辑:admin   手机版

1. 半闭环伺服系统数控机床反馈装置

数控机床的半闭环,只是读取伺服电机尾端编码器的脉冲数来当实际位置脉冲,不是真正的位置环闭环.如果是采用伺服电机的编码器反馈,那么就是半闭环。数控机床的全闭环,就是直接读取负载距离参数,如丝杆光栅尺实际位置脉冲,是真正的位置环闭环。控制精度高。如果采用丝杆上的光栅尺反馈,那么就是全闭环。

2. 数控机床闭环伺服系统组成

主要分三种:

开环控制:这类数控系统不带检测装置,也无反馈电路,以步进电动机为驱动元件。

半闭环控制:反馈电机或丝杠的转动量,中间的配合间隙误差不能反馈补偿,常用伺服电机。

位置检测元件被安装在电动机轴端或丝杠轴端,通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行位置。

闭环控制:通过光栅尺反馈工作台的位置信号,反馈精度比半闭环高,但是不稳定,中间环节间隙大的话将会有震荡。

位置检测装置安装在机床工作台上,用以检测机床工作台的实际运行位置(直线位移)。

3. 半闭环伺服系统数控机床反馈装置怎么调

1、初始化参数

  在接线之前,先初始化参数。

  在控制器上:选好控制方式;将PID参数清零;让控制器上电时默认使能信号关闭;将此状态保存,确保控制器再次上电时即为此状态。

  在伺服驱动器上:设置控制方式;设置使能由外部控制;编码器信号输出的齿轮比;设置控制信号与电机转速的比例关系。一般来说,建议使伺服工作中的最大设计转速对应9V的控制电压。比如,松下MINASA4系列伺服驱动器的速度指令增益参数Pr50用来设置1V指令电压对应的电机转速(出厂值为500),如果你只准备让电机在1000转以下工作,那么,将这个参数设置为111。

  2、接线

  将控制器断电,连接控制器与伺服之间的信号线。以下的连线是必须的:控制器的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后,将电机和控制器上电。此时电机应该不动,而且可以用外力轻松转动,如果不是这样,检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机,检查控制器是否可以正确检测到电机位置的变化,否则检查编码器信号的接线和设置。

  3、试方向

  对于一个闭环控制系统,如果反馈信号的方向不正确,后果肯定是灾难性的。通过控制器打开伺服的使能信号。此时伺服电机应该以一个较低的速度转动,这就是所谓的“零漂”。一般控制器上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数,看电机的转速和方向是否可以通过这个指令(参数)控制。如果不能控制,检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数,电机正转,编码器计数增加;给出负数,电机反转转,编码器计数减小。如果电机带有负载,行程有限,不要采用这种方式。测试不要给过大的电压,建议在1V以下。如果方向不一致,可以修改控制器或电机上的参数,使其一致。

  4、抑制零漂

  在闭环控制过程中,零漂的存在会对控制效果有一定的影响,最好将其抑制住。使用控制器或伺服上抑制零飘的参数,仔细调整,使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性,所以,不必要求电机转速绝对为零。

  5、建立闭环控制

  再次通过控制器将伺服使能信号放开,在控制器上输入一个较小的比例增益,至于多大算较小,这只能凭感觉了,如果实在不放心,就输入控制器能允许的最小值。将控制器和伺服的使能信号打开。这时,电机应该已经能够按照运动指令大致做出动作了。

  6、调整闭环参数

  细调控制参数,确保电机按照控制器的指令运动,这是必须要做的工作,而这部分工作,更多的是经验!

4. 半闭环闭环数控机床带有检测反馈装置

基本上是这样的,但注意,开环系统是没有任何反馈的,会存在丢步,半闭环丢不会,它有检测元件,一般装在电机或丝杆,系统给定进给量和检测元件实测误差过大时会报警,开环没有任何报警

5. 数控机床全闭环伺服系统与半闭环伺服系统的区别?

是指把控制系统输出量的一部分或全部,通过一定方法和装置反送回系统的输入端,然后将反馈信息与原输入信息进行比较,再将比较的结果施加于系统进行控制,避免系统偏离预定目标。闭环控制系统利用的是负反馈。 即是由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统。

6. 闭环伺服系统数控机床反馈装置可直接测量

1.开环控制: 这类控制的数控是其控制系统没有位置检测元件,伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令,经驱动电路功率放大后,驱动步进电机旋转一个角度,再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转,通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。此类数控机床的信息流是单向的,即进给脉冲发出去后,实际移动值不再反馈回来,所以称为开环控制数控机床。 开环控制系统的数控机床结构简单,成本较低。但是,系统对移动部件的实际位移量不进行监测,也不能进行误差校正。因此,步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。开环控制系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床,特别是简易经济型数控机床。

2.半闭环控制: 半闭环控制数控是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置(如光电编码器等),通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移,然后反馈到数控装置中去,并对误差进行修正。通过测速元件和光电编码盘可间接检测出伺服电动机的转速,从而推算出工作台的实际位移量,将此值与指令值进行比较,用差值来实现控制。由于工作台没有包括在控制回路中,因而称为半闭环控制数控机床。 半闭环控制数控系统的调试比较方便,并且具有很好的稳定性。目前大多将角度检测装置和伺服电动机设计成一体,这样,使结构更加紧凑。

3.闭环控制: 闭环控制数控是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置,直接对工作台的实际位移进行检测,将测量的实际位移值反馈到数控装置中,与输入的指令位移值进行比较,用差值对机床进行控制,使移动部件按照实际需要的位移量运动,最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上讲,闭环系统的运动精度主要取决于检测装置的检测精度,也与传动链的误差无关,因此其控制精度高。当位移指令值发送到位置比较电路时,若工作台没有移动,则没有反馈量,指令值使得伺服电动机转动,通过速度传感器将速度反馈信号送到速度控制电路,通过直线位移传感器将工作台实际位移量反馈回去,在位置比较电路中与位移指令值相比较,用比较后得到的差值进行位置控制,直至差值为零时为止。这类控制的数控机床,因把机床工作台纳入了控制环节,故称为闭环控制数控机床。 闭环控制数控机床的定位精度高,但调试和维修都较困难,系统复杂,成本高。

7. 半闭环伺服系统数控机床反馈装置可直接测量

一、指代不同

1、全闭环伺服系统:: 把控制系统输出量的一部分或全部,通过一定方法和装置反送回系统的输入端,然后将反馈信息与原输入信息进行比较,再将比较的结果施加于系统进行控制,避免系统偏离预定目标。

2、半闭环伺服系统:对电机编码器的角位移量进行自动检测并与指令值进行比较,用差值进行控制。位置半闭环,只是读取伺服电机的脉冲数来充当实际位置脉冲,是假位置环闭环。

二、特点不同

1、全闭环伺服系统:利用的是负反馈。 即是由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统,又称反馈控制系统。

2、半闭环伺服系统:常把在运行中使输出量和期望值保持一致的反馈控制系统称为自动调节系统,而把用来精确地跟随或实现某种过程的反馈控制系统称为伺服系统或随动系统。

三、原理不同

1、全闭环伺服系统:据系统输出变化的信息来进行控制,即通过比较系统行为(输出)与期望行为之间的偏差,并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统中,既存在由输入到输出的信号前向通路,也包含从输出端到输入端的信号反馈通路,两者组成一个闭合的回路。

2、半闭环伺服系统:指数控系统发出指令,伺服接受指令,然后执行,在执行的过程中,伺服本身的编码器进行位置反馈给伺服,伺服自己进行偏差修正,伺服本身误差可避免,但是机械误差无法避免,因为数控系统不知道工作台的实际位置。

8. 半闭环伺服系统数控机床反馈装置图

全闭环与半闭环相对应,半闭环数控机床即机床靠伺服电机内部自带的编码器来反馈机床行走的状态,由于传动环节存在误差,所以半闭环数控机床并不能真实的反映机床的行走状态,机床精度稍低一筹/ 而全闭环数控机床采用光栅尺对机床运动部件进行实时的反馈,通过数控系统处理后将机床状态告知伺服电机,伺服电机通过系统指令自动进行运动误差的补偿,由于光栅尺反映的是运动部件的真实行走状态,通过补偿就减小了机床的运动误差,所以全闭环数控机床的精度就比较高.

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