專利名稱：全閉環(huán)交流伺服運(yùn)動控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，具體地說是一種全閉環(huán)交流伺服運(yùn)動控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)代化生產(chǎn)的水平、產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益等各項(xiàng)指標(biāo)，在很大程度上取決于生產(chǎn)設(shè)備的先進(jìn)性和電氣自動化程度。機(jī)電一體化技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而迅速發(fā)展的。在控制方法上主要是從手動到自動；在控制功能上，是從簡單到復(fù)雜；在操作上，是由笨重到輕巧。隨著新的控制理論和新型電器及電子器件的出現(xiàn)，又為電氣控制技術(shù)的發(fā)展開拓了新的途徑。
傳統(tǒng)的機(jī)械加工設(shè)備的電氣控制是繼電器接觸式控制系統(tǒng)，由繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等組成，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備的啟動、停車、有極調(diào)速等控制。繼電器接觸式控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單。維護(hù)方便、抗干擾強(qiáng)、價(jià)格低，因此廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床、模具加工設(shè)備、雕刻設(shè)備等機(jī)械設(shè)備中。目前，在我國繼電器接觸式控制仍然是機(jī)床和類似機(jī)械設(shè)備最基本的電氣控制型式之一。
在實(shí)際生產(chǎn)中，由于大量存在一些用開關(guān)量控制的簡單的程序控制過程，而實(shí)際生產(chǎn)工藝和流程又是經(jīng)常變化的，因而傳統(tǒng)的繼電器接觸式控制系統(tǒng)常不能滿足這種要求，因此曾出現(xiàn)了繼電器接觸控制和電子技術(shù)相結(jié)合的控制裝置，叫做順序控制器。它能夠根據(jù)生產(chǎn)的需要改變控制程序；而又遠(yuǎn)比電子計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉，它是通過組合邏輯元件插接或編程來實(shí)現(xiàn)繼電器接觸控制的。但它的裝置體積大，功能也受到一定限制。隨著大規(guī)模集成電路和微處理機(jī)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，上述控制技術(shù)也發(fā)生了根本性的變化，在70年代出現(xiàn)了將計(jì)算機(jī)的存儲技術(shù)引人順序控制器，產(chǎn)生了新型工業(yè)控制器——可編程序控制器(PLC)，它兼?zhèn)淞擞?jì)算機(jī)控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點(diǎn)，故目前在世界各國已作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用裝置普遍應(yīng)用于工業(yè)控制。
為解決占機(jī)械總加工量80％左右的單件和小批量生產(chǎn)的自動化，50年代出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床。它綜合應(yīng)用了電子技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、檢測技術(shù)、自動控制和機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，它是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床經(jīng)過40年來的發(fā)展，品種日益增多，性能不斷完善，其中以輪廓控制的數(shù)控機(jī)床和帶有自動換刀裝置和工作臺能自動轉(zhuǎn)位的數(shù)控加工中心發(fā)展更為迅速。數(shù)控機(jī)床由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體等部分組成，其中伺服系統(tǒng)的性能是決定數(shù)控機(jī)床加工精度和生產(chǎn)率的主要因素之一。
在自動控制系統(tǒng)中，把輸出量能夠以一定準(zhǔn)確度跟隨輸入量的變化而變化的系統(tǒng)稱為隨動系統(tǒng)，亦稱伺服系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)是指以機(jī)床移動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，又稱為隨動系統(tǒng)。
伺服系統(tǒng)由伺服驅(qū)動裝置和驅(qū)動元件(或稱執(zhí)行元件伺服電機(jī))組成，高性能的伺服系統(tǒng)還必須配備檢測裝置，反饋實(shí)際的輸出狀態(tài)。
數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的作用在于接受來自數(shù)控裝置的指令信號，驅(qū)動機(jī)床移動部件跟隨指令脈沖運(yùn)動，并保證動作的快速和準(zhǔn)確，這就要求高質(zhì)量的速度和位置伺服。以上指的主要是進(jìn)給伺服控制，另外還有對主運(yùn)動的伺服控制，不過控制要求不如前者高。數(shù)控機(jī)床的精度和速度等技術(shù)指標(biāo)往往主要取決于伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)的基本要求有(1)穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過程后到達(dá)新的或者回復(fù)到原有的平衡狀態(tài)。
(2)精度伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能跟隨輸入量的精確程度。作為精密加工的數(shù)控機(jī)床，要求的定位精度或輪廓加工精度通常都比較高，允許的偏差一般都在0.01～0.001mm之間。
(3)響應(yīng)性響應(yīng)性是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的標(biāo)志之一，即要求跟蹤指令信號的響應(yīng)要快，一方面要求過渡過程時(shí)間短，一般在100ms以內(nèi)，甚至小于幾十毫秒；另一方面，為了滿足超調(diào)要求，要求過渡過程的前沿陡，即上升率要大。
伺服系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有(1)精確的檢測裝置。以組成速度和位置閉環(huán)控制。
(2)有多種反饋比較原理與方法。根據(jù)檢測裝置實(shí)現(xiàn)信息反饋的原理不同，伺服系統(tǒng)反饋比較的方法也不相同。目前常用的有脈沖比較、相位比較和幅值比較三種。
(3)高性能的伺服電動機(jī)(簡稱伺服電機(jī))用于高效和復(fù)雜型面加工的數(shù)控機(jī)床，伺服系統(tǒng)將經(jīng)常處于頻繁的啟動和制動過程中。要求電機(jī)的輸出力矩與轉(zhuǎn)動慣量的比值大，以產(chǎn)生足夠大的加速或制動力矩。要求伺服電機(jī)在低速時(shí)有足夠大的輸出力矩且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，以便在與機(jī)械運(yùn)動部分聯(lián)接中盡量減少中間環(huán)節(jié)。
(4)寬調(diào)速范圍的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即速度伺服系統(tǒng)。從系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)看，數(shù)控機(jī)床的位置閉環(huán)系統(tǒng)可以看作是位置調(diào)節(jié)為外環(huán)、速度調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，其內(nèi)部的實(shí)際工作過程是把位置控制輸入轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的速度給定信號后，再通過調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)際位移。數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動要求調(diào)速性能也比較高，因此要求伺服系統(tǒng)為高性能的寬調(diào)速系統(tǒng)。
伺服系統(tǒng)的分類伺服系統(tǒng)按其驅(qū)動元件劃分，有步進(jìn)式伺服系統(tǒng)、直流電動機(jī)(簡稱直流電機(jī))伺服系統(tǒng)、交流電動機(jī)(簡稱交流電機(jī))伺服系統(tǒng)…。按控制方式劃分，有開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)等，實(shí)際上數(shù)控系統(tǒng)也分成開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)三種類型，就是與伺服系統(tǒng)這三種方式相關(guān)。
開環(huán)系統(tǒng)圖1是開環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成原理圖，它主要由驅(qū)動電路，執(zhí)行元件和機(jī)床三大部分組成。常用的執(zhí)行元件是步進(jìn)電機(jī)，通常稱以步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件的開環(huán)系統(tǒng)為步進(jìn)式伺服系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，如果是大功率驅(qū)動時(shí)，用電液脈沖馬達(dá)作為執(zhí)行元件。驅(qū)動電路的主要任務(wù)是將指令脈沖轉(zhuǎn)化為驅(qū)動執(zhí)行元件所需的信號。
閉環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)主要由執(zhí)行元件、檢測單元、比較環(huán)節(jié)、驅(qū)動電路和機(jī)床五部分組成。其原理框圖如圖2所示。在閉環(huán)系統(tǒng)中，檢測元件將機(jī)床移動部件的實(shí)際位置檢測出來并轉(zhuǎn)換成電信號反饋給比較環(huán)節(jié)。常見的檢測元件有旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵、磁柵和編碼盤等。通常把安裝在絲杠上的檢測元件組成的伺服系統(tǒng)稱為半閉環(huán)系統(tǒng)；把安裝在工作臺上的檢測元件組成的伺服系統(tǒng)稱為閉環(huán)系統(tǒng)。由于絲杠和工作臺之間傳動誤差的存在，半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度要比閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度低一些。
比較環(huán)節(jié)的作用是將指令信號和反饋信號進(jìn)行比較，兩者的差值作為伺服系統(tǒng)的跟隨誤差，經(jīng)驅(qū)動電路，控制執(zhí)行元件帶動工作臺繼續(xù)移動，直到跟隨誤差為零。根據(jù)進(jìn)入比較環(huán)節(jié)信號的形式以及反饋檢測方式，閉環(huán)(半閉環(huán))系統(tǒng)可分為脈沖比較伺服系統(tǒng)、相位比較伺服系統(tǒng)和幅值比較伺服系統(tǒng)三種。
由于比較環(huán)節(jié)輸出的信號比較微弱，不足以驅(qū)動執(zhí)行元件，故需對其進(jìn)行放大，驅(qū)動電路正是為此而設(shè)置的。
執(zhí)行元件的作用是根據(jù)控制信號，即來自比較環(huán)節(jié)的跟隨誤差信號，將表示位移量的電信號轉(zhuǎn)化為機(jī)械位移。常用的執(zhí)行元件有直流寬調(diào)速電動機(jī)、交流電動機(jī)等。執(zhí)行元件是伺服系統(tǒng)中必不可少的一部分，驅(qū)動電路是隨執(zhí)行元件的不同而不同的。
為了適應(yīng)控制技術(shù)，特別是伺服控制技術(shù)發(fā)展的需要，現(xiàn)有各高校均開設(shè)了伺服控制課程配備了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，但由于所教學(xué)客觀規(guī)律的限制，為使學(xué)生全面理解控制理論，必須首先從開環(huán)控制開始，致使現(xiàn)有的相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置均為開環(huán)式結(jié)構(gòu)或半閉環(huán)式結(jié)構(gòu)，而全閉環(huán)控制的相關(guān)理論和技術(shù)只能靠老師進(jìn)行書面講解，沒有適合學(xué)生進(jìn)行全閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)的裝置，不僅影響了教學(xué)效果，而且使學(xué)生走上工作崗位后不能立即投入相關(guān)閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使理論和實(shí)際脫節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種適合于教學(xué)要求的全閉環(huán)交流伺服運(yùn)動控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種全閉環(huán)交流伺服運(yùn)動控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，包括計(jì)算機(jī)、伺服控制卡、交流伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、水平縱向滾軸絲杠、水平橫向滾軸絲桿、垂直滾軸絲桿、工作臺，伺服控制卡分別與計(jì)算機(jī)及交流伺服驅(qū)動器相連，交流伺服驅(qū)動器與伺服電機(jī)相連；水平縱向滾軸絲杠、水平橫向滾軸絲桿及垂直滾軸絲桿安裝在工作臺上，水平橫向滾軸絲桿安裝在支架中，支架橫跨在二個(gè)平行的水平縱向滾軸絲杠上，水平縱向滾軸絲杠帶動支架作前后位移，垂直滾軸絲桿垂直安裝在支架上，執(zhí)行部件與垂直滾軸絲桿的一端相連，執(zhí)行部件在垂直滾軸絲桿的帶動下作垂直方向的位移，在水平橫向滾軸絲桿的帶動下作左右位移；水平縱向滾軸絲杠、水平橫向滾軸絲桿及垂直滾軸絲桿均與各自的伺服電機(jī)相連，垂直滾軸絲桿上安裝有位移傳感器，其特征是在工作臺上和支架上分別安裝有與水平縱向滾軸絲杠、水平橫向滾軸絲桿布置方向相同的用于為實(shí)現(xiàn)水平橫向和水平縱向全閉環(huán)控制提供位移信號的密封式光柵線位移傳感器。
本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型具有性能穩(wěn)定、精度高、能夠有效地消除誤差。并且抗干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低的優(yōu)點(diǎn)，它不僅適用于高等學(xué)校機(jī)電一體化，電子電器，電器自動化專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)研究，可作為電機(jī)類本科生及研究生的開放性試驗(yàn)平臺，為其認(rèn)識和掌握現(xiàn)代交流調(diào)速及伺服系統(tǒng)奠定必要的基礎(chǔ)，而且可直接運(yùn)用于數(shù)碼雕刻、包裝機(jī)械、模具生產(chǎn)等工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用場合。它構(gòu)成了一個(gè)三維立體的伺服控制系統(tǒng)，通過微機(jī)編程，可進(jìn)行三個(gè)自由度的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)高速、高進(jìn)度、低震動等伺服特性，還可用于機(jī)器人控制、柔性制造業(yè)等領(lǐng)域。


圖1是開環(huán)控制原理框圖。
圖2是閉環(huán)控制原理框圖。
圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3的側(cè)視圖。
圖5是本實(shí)用新型的控制原理框圖。
圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的控制主回路接線示意圖。圖中601是電源，602是無熔絲斷路器，603是噪聲濾波器，604是電磁接觸器，605是電源線，607是外接再生放電電阻，608是連接電纜，609是計(jì)算機(jī)，610是連接電纜，611是編碼器電纜，612是電機(jī)電纜圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的位置控制接線示意圖。
圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例的速度控制接線示意圖。
圖9是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
如圖3所示。
一種全閉環(huán)交流伺服運(yùn)動控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，包括計(jì)算機(jī)609、伺服控制卡、交流伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、水平縱向滾軸絲杠1、水平橫向滾軸絲桿2、垂直滾軸絲桿3、工作臺4，伺服控制卡分別與計(jì)算機(jī)609及交流伺服驅(qū)動器相連，交流伺服驅(qū)動器與伺服電機(jī)相連；水平縱向滾軸絲杠1、水平橫向滾軸絲桿2及垂直滾軸絲桿3安裝在工作臺4上，水平橫向滾軸絲桿1安裝在支架5中，支架5橫跨在二個(gè)平行的水平縱向滾軸絲杠2上，水平縱向滾軸絲杠2帶動支架5作前后位移，垂直滾軸絲桿3垂直安裝在支架5上，執(zhí)行部件(刀頭)6與垂直滾軸絲桿3的一端相連，執(zhí)行部件6在垂直滾軸絲桿3的帶動下作垂直方向的位移，在水平橫向滾軸絲桿1的帶動下作左右位移；水平縱向滾軸絲杠2、水平橫向滾軸絲桿1及垂直滾軸絲桿3均與各自的伺服電機(jī)相連，垂直滾軸絲桿3上安裝有位移傳感器，在工作臺4上和支架5上分別安裝有與水平縱向滾軸絲杠2、水平橫向滾軸絲桿1布置方向相同的用于為實(shí)現(xiàn)水平橫向和水平縱向全閉環(huán)控制提供位移信號的密封式光柵線位移傳感器7、8。
伺服控制卡通過連接電纜與安裝在工作臺4內(nèi)部的電氣控制回路的輸入、輸出裝置相連，三臺伺服電機(jī)在各自的伺服控制器的控制下工作，并分別與水平縱向滾軸絲杠1、水平橫向滾軸絲桿2、垂直滾軸絲桿3的一端相連。
具體例下面以本實(shí)用新型的全閉環(huán)交流伺服運(yùn)動控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置在高校機(jī)電一體化專業(yè)常用的伺服控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備之一的全自動雕刻機(jī)上的應(yīng)用為例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明(如圖9所示)1、結(jié)構(gòu)組成一種全自動雕刻機(jī)，由底座，橫梁，立柱，滾珠絲杠副，直線滾動導(dǎo)軌副，雕刻頭906，伺服電機(jī)，電器控制系統(tǒng)組成。采用整體鑄造的高精度工作臺面904，加粗的高精度滾動導(dǎo)軌滾珠絲桿。工作臺面904經(jīng)精密研磨，不需特別潤滑，線性移動磨擦小，采用精密波子螺絲從而使得系統(tǒng)能穩(wěn)定高速地運(yùn)作，不會振動，精度保持性好。
(1)該機(jī)的X軸902采用了FFB2005滾珠絲杠副傳動，Y軸901采用了FFZD2005滾珠絲杠副傳動，Z軸903采用了FFZ1605滾珠副傳動。采用滾珠絲杠副傳動，具有高效率、低能耗、壽命長、承載大、精度好、動作靈敏以及啟動力矩小，潤滑維護(hù)方便等優(yōu)異特點(diǎn)。
由于對滾珠絲杠副施行預(yù)加載荷，消除了間隙，提高了剛性和定位精度，使傳動平穩(wěn)?？蓪?shí)現(xiàn)運(yùn)動同步，可逆，精確的微量進(jìn)給，高低速瞬時(shí)轉(zhuǎn)換。
(2)該機(jī)的X，Y軸的導(dǎo)軌采用了GGB20BA型直線滾動導(dǎo)軌副，Z軸的導(dǎo)軌采用了GGB16BA型直線滾動導(dǎo)軌副，它們?yōu)樗膫€(gè)方向等載荷結(jié)構(gòu)。三個(gè)方向的抗顛覆能力大。直線滾動導(dǎo)軌副動靜摩擦力之差小，隨動性極好，驅(qū)動信號于機(jī)械動作滯后的時(shí)間較短。數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度高。能實(shí)現(xiàn)無間隙運(yùn)動，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動剛度。
2、傳動系統(tǒng)該機(jī)運(yùn)動由三臺伺服電機(jī)驅(qū)動。伺服電機(jī)通過接套與滾珠絲杠副端頭連接，滾珠絲杠副的螺母座與直線滾動導(dǎo)軌副滑座連接板固定，從而帶動其部件作運(yùn)動。
雕刻刀具所需要的機(jī)械功率由雕刻頭電機(jī)供給，通過彈性夾頭驅(qū)動刀具旋轉(zhuǎn)。雕刻電機(jī)可通過變頻調(diào)速器調(diào)速。
3、控制部分(1)伺服控制器自動判別伺服電機(jī)的容量，可與FA網(wǎng)絡(luò)連接，更便于使用RS-232，RS-485和COMPOBUS/D通信，操作者通過電腦能執(zhí)行使用參數(shù)設(shè)定(速度/轉(zhuǎn)矩/位置)，采用高分辨率編碼器(16，17bit)，編碼器脈波數(shù)可任意分周，每次脈沖的轉(zhuǎn)動角度可根據(jù)指令設(shè)置，制動連鎖，模擬量，數(shù)字量輸入輸出。采用d-q軸轉(zhuǎn)換，提高轉(zhuǎn)矩控制精度，實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速平滑運(yùn)轉(zhuǎn)及定位時(shí)間縮短，諧波抑制且超調(diào)量減小?？蛇M(jìn)行分布式控制，可接PLC控制，具有浪涌電流預(yù)防回路，以更好地保護(hù)系統(tǒng)。通過設(shè)置軟件可自動記錄故障現(xiàn)象，可顯示電機(jī)速度、監(jiān)視轉(zhuǎn)矩波形及I/O狀態(tài)，負(fù)載制動情況，過載告警。
(2)伺服電機(jī)可采用10W～55KW，可點(diǎn)動運(yùn)行，正反轉(zhuǎn)控制，動態(tài)剎車，再生制動處理，緩沖啟動，采用超小型低慣性伺服電機(jī)，尺寸多樣。
(3)電氣部分；主回路與控制回路的電源完全分離，檢修容易。
(4)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用P4系列CPU，極大提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能，非常適用于高速定位的場合，通過軟件編程，可進(jìn)行最佳調(diào)諧控制，可實(shí)現(xiàn)立體工件圖形的三維仿真和加工過程中動態(tài)顯示，具有軟限位和硬限位的雙重保護(hù)，僅需連接伺服系統(tǒng)就能自動對伺服電機(jī)加震，并能分析出機(jī)械系統(tǒng)的頻率，整個(gè)分析過程只需30秒鐘。機(jī)械分析器得到的結(jié)果，讀入模擬調(diào)制解調(diào)器，從而可模擬用戶機(jī)械系統(tǒng)的響應(yīng)，在設(shè)備操作前，可將指令方式更改后的速度、電流、滯留脈沖量以模擬波形的方式表現(xiàn)出來并加以確認(rèn)。個(gè)人電腦能在自動改變增益的同時(shí)，以最短的規(guī)定時(shí)間找出適當(dāng)數(shù)值。
4、控制功能的實(shí)現(xiàn)底層運(yùn)動控制部分軟件告訴運(yùn)動控制器進(jìn)行直線和圓弧插補(bǔ)運(yùn)動所需要的所有參數(shù)，并對I/O口進(jìn)行操作，同時(shí)接受運(yùn)動控制器上返回的運(yùn)動狀態(tài)以及輸入口的狀態(tài)參數(shù)。運(yùn)動控制器按照收到的指令自行控制電機(jī)進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)動及對I/O口進(jìn)行操作。用戶界面把操作員與底層運(yùn)動控制軟件連接起來，控制運(yùn)動過程并反映運(yùn)動狀態(tài)。但是由于系統(tǒng)是半閉環(huán)結(jié)構(gòu)，增量式編碼器安裝在伺服電機(jī)軸上，由于絲杠和工作臺之間的傳動誤差限制了系統(tǒng)的精度和伺服性能的提高。
利用本雕刻機(jī)可進(jìn)行教材規(guī)定的有關(guān)交流伺服運(yùn)動控制的所有實(shí)驗(yàn)(如控制方式、元器件及其接線、定位、點(diǎn)動、搜索原點(diǎn)等)，從而使學(xué)生對開環(huán)、半閉環(huán)、全閉環(huán)、伺服控制、編碼器、光柵尺、伺服電機(jī)等原理和元器件有一個(gè)感性認(rèn)識。
權(quán)利要求1.一種全閉環(huán)交流伺服運(yùn)動控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，包括計(jì)算機(jī)、伺服控制卡、交流伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、水平縱向滾軸絲杠、水平橫向滾軸絲桿、垂直滾軸絲桿、工作臺，伺服控制卡分別與計(jì)算機(jī)及交流伺服驅(qū)動器相連，交流伺服驅(qū)動器與伺服電機(jī)相連；水平縱向滾軸絲杠、水平橫向滾軸絲桿及垂直滾軸絲桿安裝在工作臺上，水平橫向滾軸絲桿安裝在支架中，支架橫跨在二個(gè)平行的水平縱向滾軸絲杠上，水平縱向滾軸絲杠帶動支架作前后位移，垂直滾軸絲桿垂直安裝在支架上，執(zhí)行部件與垂直滾軸絲桿的一端相連，執(zhí)行部件在垂直滾軸絲桿的帶動下作垂直方向的位移，在水平橫向滾軸絲桿的帶動下作左右位移；水平縱向滾軸絲杠、水平橫向滾軸絲桿及垂直滾軸絲桿均與各自的伺服電機(jī)相連，垂直滾軸絲桿上安裝有位移傳感器，其特征是在工作臺上和支架上分別安裝有與水平縱向滾軸絲杠、水平橫向滾軸絲桿布置方向相同的用于為實(shí)現(xiàn)水平橫向和水平縱向全閉環(huán)控制提供位移信號的密封式光柵線位移傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種適合于教學(xué)要求的全閉環(huán)交流伺服運(yùn)動控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，包括計(jì)算機(jī)、伺服控制卡、交流伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、水平縱向滾軸絲杠、水平橫向滾軸絲桿、垂直滾軸絲桿、工作臺，伺服控制卡分別與計(jì)算機(jī)及交流伺服驅(qū)動器相連，交流伺服驅(qū)動器與伺服電機(jī)相連；垂直滾軸絲桿上安裝有位移傳感器，其特征是在工作臺上和支架上分別安裝有與水平縱向滾軸絲杠、水平橫向滾軸絲桿布置方向相同的用于為實(shí)現(xiàn)水平橫向和水平縱向全閉環(huán)控制提供位移信號的密封式光柵線位移傳感器。
文檔編號G09B25/02GK2703290SQ200420027600
公開日2005年6月1日 申請日期2004年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月4日
發(fā)明者舒志兵, 夏美娟, 曹晨, 陳先鋒, 李俊 申請人:南京工業(yè)大學(xué)