控制卡如何控制机头某轴直线运动1mm?

2023-11-23 20:00

本文主要是介绍控制卡如何控制机头某轴直线运动1mm?,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

控制卡如何控制机头某轴直线运动1mm?

 

Part 1:名词概念

脉冲当量:当控制器输出一个定位控制脉冲时,所产生的定位控制移动的位移,对直线运动来说,指的是移动的距离,对圆周来说,是指其转动的角度。脉冲当量越小,定位控制精度越高。

脉冲当量δ计算公式: δ=S/Pm

导程S:电机转动一圈物体的位移量;

编码器分辩率Pm:电机转动一圈编码器会产生多少的脉冲;

开环控制:

                          图1

对于步进电机(不带编码器),控制卡对其实施的即是开环控制。

如图1所示,将该图实例化如下:

输入:控制卡的控制脉冲输入;

控制器:步进电机驱动器;

执行器:步进电机及其传动机构;

被控对象:工作的机械参数量包括位移,速度,加速度,力,和力矩等。

 

闭环控制:

 

 

                                                        图2

 

输入:控制卡的控制脉冲输入;

控制器:伺服电机驱动器;

执行器:伺服电机及其传动机构;

被控对象:工作的机械参数量包括位移,速度,加速度,力,和力矩等。

检测变送器:磁栅和读数头(有的步进电机在端头有编码器,编码器负责检测变送,形成闭环以提高精度)

注:伺服电机控制其实还有个速度闭环,图2为单闭环负反馈系统

                                                                                            图3

Part 2:电机的控制

步进电机:

①控制输入给步进电机的脉冲数目可以控制步进电机的角位移

②控制给步进电机的脉冲频率可以控制步进电机的转速;

③控制步进电机定子绕组的通电顺序可以控制步进电机的转动方向。

 

伺服电机:

与步进电机驱动器不同的是,伺服驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度

Part 3:控制过程

step1:计算出该电机传动的脉冲当量,如1000个脉冲走直线距离1mm,计算得δ。

step2:控制卡发出1000个脉冲,并设置速度,加速度等参数;

step3:步进电机驱动器放大信号,按照一定的速度规划方法,以某种频率和通电方式,控制电机角位移,

             及其角位移的方向、速度加速度;

step4:步进电机及其传动机构运动1mm。

 

Part 4:速度参数概念及速度规划策略

 

 速度规划策略描述:系统的系统频率是比较低的,而要求的运行速度往往较高。如果系统以要求的速度直接启动,可能发生丢步或根本不运行的情况。系统运行起来后,如果达到终点时立刻停发脉冲串,则会因为系统惯性冲过终点发生偏差。因此在点-位控制过程中,当要求运行的速度大于系统的极限启动频率时,运行速度都需要有一个加速-恒速-减速-低恒速-停止的过程。升速时的起始速度应等于或略小于系统的极限启动频率,而不是从零开始。减速过程结束时的速度一般应等于略低于启动速度,再经数步低速运行后停止。

加减速曲线有T形和S形两种,图3显示为T型速度规划。

起始速度Vs:该参数对应步进电机的起跳频率。所谓起跳频率是步进电机不经过加速,能够直接启动工作的最高频率。合理地选取该参数能够提高加工效率,并且能避开步进电机运动特性不好的低速段;但是如果该参数选取大了,就会造成闷车,所以一定要留有余量。在电机的出厂参数中,一般包含起跳频率参数。但是在机床装配好后,该值可能发生变化,一般要下降,特别是在做带负载运动时。所以,该设定参数最好是在参考电机出厂参数后,再实际测量决定。

结束速度Ve:电机的截止速度,即电机从工作到静止的瞬间速度。

速度Vm:电机的额定速度,不影响电机硬件的情况下最高的转速。

速度Vp:电机的设定速度,即电机的目标工作速度。

单轴加速度用以描述单个进给轴的加减速能力,单位是毫米/秒平方。这个指标由机床的物理特性决定,如运动部分的质量、进给电机的扭矩、阻力、负载等。这个值越大,在运动过程中花在加减速过程中的时间越小,效率越高。在设置过程中,开始设置小一点,运行一段时间,重复做各种典型运动,注意观察,如果没有异常情况,然后逐步增加。

步进电机的基础知识

https://blog.csdn.net/yan_yu_lv_ji/article/details/79685017

 

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http://www.chinasem.cn/article/420389

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