YKA7232A技术说明书.doc

YK7232A磨齿机数控伺服控制系统 技术使用说明书 一、技术规格 该系统是为 YK7232A 数控蜗杆砂轮磨齿机配套的数控装置，系统原理请参看《电气说明》。 其技术指标如下： 1、 工作温度：+5℃～+40℃ 2、 输入电压：3相，50HZ，380V,±10％ 额定功率：1.2KVA(不包括空调输入) 3、 砂轮参数 机床砂轮主轴转速：1100～1900 RPM 主轴光电编码器 : ROD260，18000 Imp/Rev 4、 工件电机参数：5.1 NM ，2000r/85V 工件轴光电编码器：ROD260，18000 Imp/Rev 工件跟踪主光栅精度误差：＜±１脉冲，＜18″ 在负载突加（减）或正弦变化时，精度误差：＜±１脉冲 5、 齿轮工件参数 齿 数：　12～256 模 数：　1～6 螺旋角：　-45°～+45° 齿形角：　10°～45° 齿 宽：　10～170 mm 外 径：　20～320 mm 公法线：　1～800 μm 6、 工件架速度：　0.4～4 mm/rev 7、 机箱外型尺寸：2000×800×600 mm（高×宽×深） 机 箱 重 量 ：400kg 8、 机箱冷却方式：空调机 二、、电气说明 该机电气控制系统主要由三部分组成：触摸屏显示界面、伺服控制系统、可编程控制器。 系统构成如图所示： 1、伺服控制系统 1.1 锁相伺服系统原理 该系统是一个闭环伺服控制系统。在这样一个系统中，被控对象的过程参数始终被连续测量，并与理论值进行比较，得到的差值再用来调整被控对象的过程参数。其原理性框图如下： 再具体化，可得到下图： 1.2 YK7232A磨齿机伺服控制系统原理 该控制系统是基于自动控制系原理，由两个闭环伺服控制环组成。主伺服环是由砂轮旋转编码器来的输入量与工件旋转编码器来的实际值相比较，其差值经调节器、功率放大器等部件控制工件马达运动。另一个伺服环是由长度测量编码器脉冲与工件电机旋转编码器脉冲同步、比较，经脉冲／电压转换器、前置放大及功率驱动等部件，控制液压比例阀带动工件架按给定速度运动。 其系统框图如下所示： 1.3 砂轮旋转编码器 砂轮由三相交流电机驱动。砂轮的运动由一个旋转编码器测量，并将其旋转运动变换成电脉冲，该编码器有一个18000条／转的光栅盘，它输出两个相位差为９０°的TTL信号（Ua1，Ua2）及反相信号（Ua1，Ua2）。这二路信号进入系统除产生控制脉冲外，还用以鉴别电机的旋转方向，另外，电机旋转一全圈还产生一个索引脉冲（Ua0）及反向信号（Ua0）。 1.4 工件电机编码器和长度测量编码器 工件电机是一直流伺服电机，工件与工件电机经8∶1的机械齿轮传动。而工件电机的运动与砂轮电机一样由一旋转编码器来测量，也就是说，编码器所测量的运动速度是工件运动速度的８倍。 在工件磨削时，工件架进行Z轴方向运动，工件架的速度由一长度测量编码器来测量，它提供的信号与旋转编码器类似。 长度测量编码器经内部５倍频和电子四倍频，使其分辨率提高到1um／pulse。 1.5 调节器 来自不同编码器的数字信号在调节器中进行比较，得到控制偏差，其偏差信号经功率放大后，调整工件电机或液压比例阀的运动，速度的调整变化又经编码器以数字脉冲的形式反馈到调节器，从而实现连续的闭环伺服。 1.6 X轴伺服电机控制 系统同时对X轴的进刀电机控制，主要由回参考点、X轴位移和修形等动作组成。 系统对X轴的控制主要通过对伺服电机控制器进行位置控制，输出方式为双脉冲方式（CW、CCW），对系统而言是开环控制方式。控制精度0.5um/p，最高速度1米/分钟。速度可由倍率系数进行降低。 2、可编程控制器PLC PLC经RS-232串行口与伺服控制系统实现数据交换，伺服控制系统的控制参数及动作命令都由PLC来设定和控制，它监视并控制机床有关动作。同时通过触点将机床工作状态及运行情况传递到伺服控制统，以便伺服控制系统及时作出相应的处理。 同时PLC还具有存储主要工作参数和用户磨削参数的功能。 3、触摸屏 触摸屏是YK7232A的主要操作和显示界面，以便捷的方式提供用户参数编辑和读/写界面，以及显示工作状态下的主要数据及状态。 触摸屏也通过串口与PLC连接。 4、控制系统部件原理说明 4.1 YKA01板 本板主要实现锁相及斜齿轮差补控制。 a. 由YKA02板来的同步平衡加减脉冲（BAL UP、BAL DN），经误差平衡检测器，输出数字控制偏差。此偏差由TRANSFER信号检出，经数/模转换电路，其输出和砂轮子平衡信号（GW SUB ANL）一起送到系统误差调节电路转换成电压值，并由运放以角偏差Δψ的形式直接作为功率放大器的输入。而它的微分信号，经滤波电路后产生角速度误差Δω。为了使工件马达与旋转编码器