《机电一体化》全册配套完整教学课件.pptx

《机电一体化》全册配套完整教学课件;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;PLC 应用技术;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;第四章 伺服驱动系统的设计;;;;;;;; 脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器，能把机械转角变成电脉冲。脉冲编码器可分为增量式与绝对式两类。; ;鉴向盘(光栅板)与主码盘平行，并刻有a、b两组透明检测窄缝，它们彼此错开1/4节距，以使A、B两个光电变换器的输出信号在相位上相差90°。;;;; 通常，我们把组成编码的各圈称为码道，码盘最里圈是公用的，它和各码道所有导电部分连在一起，经电刷和电阻接电源负极。在接触式码盘的每个码道上都装有电刷，电刷经电阻接到电源正极（图b）。当检测对象带动码盘一起转动时，电刷和码盘的相对位置发生变化，与电刷串联的电阻将会出现有电流通过或没有电流通过两种情况。 若回路中的电阻上有电流通过，为“1”；反之，电刷接触的是绝缘区，电阻上无电流通过，为“0”。如果码盘顺时针转动，就可依次得到按规定编码的数字信号输出，图示为4位二进制码盘，根据电刷位置得到由“1”和“0”组成的二进制码，输出为0000、0001、0010……1111。;;;;光栅;根据制造方法和光学原理不同，光栅可分 :  透射光栅 反射光栅透射光栅分辨率较反射光栅高，其检测精度可达1μm以上。 透射光栅：采用经磨制的光学玻璃或在玻璃表面感光材料的涂层上刻成光栅线纹。 特点：光源可以采用垂直入射光，光电元件直接接受光照。因此信号幅值比较大，信噪比好。光电转换器结构简单， 如 线性密度200线/mm。 缺点：玻璃易破裂，热胀系数与金属部件不一致，影响测量精度。;反射光栅：光栅和机床金属部件的线膨胀系数一致，接长方便。也可用钢带做成长达数米的长光栅。缺点：为了使反射后的莫尔系数反差较大，每毫米内线纹不宜多，常用 4、10、25、40、50线/mm。 光栅线纹是光栅的光学结构，相邻两线纹???间的距离称为栅距可根据所需精度确定，单位长度上的刻线数目称为线纹密度 4、10、25、50、100、200、250线/mm。;;;;;直接测量示例 ;伺服系统对驱动元件的基本要求;(2) 体积小、重量轻。 设执行元件的重量为G，则 功率密度 :P/G。 比功率密度:(T2/J)/G。 (3) 便于维修、安装 无刷DC及AC伺服电动机就是走向无维修的一例。 (4) 宜于微机控制 机电一体化系统所用执行元件的主流是电气式，其次是液压式和气压式(在驱动接口中需要增加电-液或电-气变换环节)。 ; 驱动（执行）元件的种类及特点; (1)电动式执行元件 ;执行元件的种类及特点; (2)液压式执行元件; (3) 气压式执行元件;执行元件的种类及特点;控制用电动机的种类、特点及选用;步进电动机及其驱动;步进电动机的特点、种类、工作原理 ; (2)步进电动机的种类;1）可变磁阻(VR-Variable Reluctance)型;步进电动机及其驱动; 2)永磁(PM-Permanent Magnet)型;3)混合(HB-Hybrid)型;混合型与永磁型多为双极性励磁。由于都采用了永久磁铁，所以，无励磁时具有保持力。另外，励磁时的静止转矩都比VR型步进电动机的大。 步进电动机与DC和AC伺服电动机相比其转矩、效率、精度、高速性比较差，但步进电动机具有低速时转矩大、速度控制比较简单、外形尺寸小等优点，所以在办公室自动化方面的打印机、绘图机、复印机等机电一体化产品中得到广泛使用，在工厂自动化方面也可代替低档的DC伺服电动机。?;步进电动机及其驱动;步进电动机及其驱动;;;;;;表3-6 反应式步进电动机环形脉冲分配方式; 3 步进电动机的运行特性及性能指标;(2)??? 静态特性;失调角示意图;; 矩-角特性曲线;;;（3）动态特性 ;;;;;;;最高连续运转频率fmax及矩－频特性：步进电机连续运转时所能接受的最高控制频率fmax，称最高连续运转频率；步进电机连续运转转矩随频率的