机电一体化ppt课件.pptx

汇报人 机电一体化课程汇报 1 此次主要设计的是一款三轴数控铣床 2 该机床主要由如图所示的几部分组成 3 主要采用步进电动机 滚珠丝杠 滚动导轨的驱动方式 机械部件 计算机数控位置 速度反馈 电机位置 速度检测单元数控机床伺服系统组成 4 机床XY轴组成结构 5 采用PID进行位移控制与速度控制 6 转速传感器 霍尔效应式转速传感器输出信号幅值 高电平5 0 5V 低电平 0 5V工作条件 环境温度0 40 相对湿度 85 7 8 位移传感器 位移传感器采用高精度光栅尺 其测量输出的信号为数字脉冲 具有检测范围大 检测精度高 响应速度快的特点 9 细分电路信号细分电路又称插补器 是采用电路的手段对周期性的测量信号进行插值提高仪器分辨力 细分的基本原理 根据周期性测量信号的波形 振幅或者相位的变化规律 在一个周期内进行插值 从而获得优于一个信号周期的更高的分辨力辨向 由于位移传感器一般允许在正 反两个方向移动 在进行计数和细分电路的设计时往往要综合考虑辨向的问题 按工作原理 可分为直传式细分和平衡补偿式细分 10 本机床采用四细分辨向电路 输入信号 具有一定相位差 通常为90 的两路方波信号 细分的原理 基于两路方波在一个周期内具有两个上升沿和两个下降沿 通过对边沿的处理实现四细分辨向 根据两路方波相位的相对导前和滞后的关系作为判别依据原理 利用单稳提取两路方波信号的边沿实现四细分 11 单稳四细分辨向电路 12 a b HCTL 20XX系列四细分辨向电路 13 HCTL 20XX系列集成电路细分原理图 14 直流伺服电机 它包括定子 转子铁芯 电机转轴 伺服电机绕组换向器 伺服电机绕组 测速电机绕组 测速电机换向器 所述的转子铁芯由矽钢冲片叠压固定在电机转轴上构成 15 一 PWM的的基本原理 电压的平均值Uav为 式中 ton T 称为占空比 T开关周期 ton为一个周期内开关接通时间 改变脉冲的占空比 电机两端电压的平均值也随之改变 因而电机的转速就可以得到调节 16 2 开关功率放大器 17 1 当UI 0时 US的正 负脉宽相等 即ton T 2 此时UPV 0 绕组中的平均电流等于零 电动机不转 但在交流分量作用下 电动机在停止位置处高频微振 这种微振有动力润滑作用 可消除电动机启动时的静摩擦 减小启动电压 2 当UI 0时 US的正脉宽大于负脉宽 即ton T 2 此时UPV 0 流过绕组中的电流平均值大于零 电动机正转 且随着UI增加 转速增加 3 当UI 0时 US的正脉宽小于负脉宽 即ton T 2 此时UPV 0 电枢绕组中的电流平均值也小于零 电动机反转 且反转转速随着UI减小而增加 4 当UI UTPP 2或UI UTPP 2时 US为正或负的直流信号 VTl和VT4或VT2和VT3始终导通 电动机在最高转速下正转或反转 18 1 Inv input 引脚1 误差放大器反向输入端 在闭环系统中 该引脚接反馈信号 在开环系统中 该端与补偿信号输入端 引脚9 相连 可构成跟随器 2 Noninv input 引脚2 误差放大器同向输入端 在闭环系统和开环系统中 该端接给定信号 根据需要 在该端与补偿信号输入端 引脚9 之间接入不同类型的反馈网络 可以构成比例 比例积分和积分等类型的调节器 3 Sync 引脚3 振荡器外接同步信号输入端 该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步 4 OSC Output 引脚4 振荡器输出端 5 CT 引脚5 振荡器定时电容接入端 6 RT 引脚6 振荡器定时电阻接入端 19 7 Discharge 引脚7 振荡器放电端 该端与引脚5之间外接一只放电电阻 构成放电回路 8 Soft Start 引脚8 软启动电容接入端 该端通常接一只5的软启动电容 9 Compensation 引脚9 PWM比较器补偿信号输入端 在该端与引脚2之间接入不同类型的反馈网络 可以构成比例 比例积分和积分等类型调节器 10 Shutdown 引脚10 外部关断信号输入端 该端接高电平时控制器输出被禁止 该端可与保护电路相连 以实现故障保护 11 OutputA 引脚11 输出端A 引脚11和引脚14是两路互补输出端 12 Ground 引脚12 信号地 13 Vc 引脚13 输出级偏置电压接入端 14 OutputB 引脚14 输出端B 引脚14和引脚11是两路互补输出端 15 Vcc 引脚15 偏置电源接入端 16 Vref 引脚16 基准电源输出端 该端可输出一温度稳定性极好的基准 20 为了机床运动越界