运动控制基础.

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二.运动控制的系统组成 执行部件—驱动部件—控制部件—系统部件 一.执行部件 （1）机械机构 凸轮（通过仿形完成预期的运动要求），偏心 轮（运动过程满足运动状态包括速度、加速度不 变），槽轮（用于多工位转动平台）四连杆机构， 曲柄滑块，双曲柄机构等 （2）传动部件 涡轮蜗杆，齿轮齿条，螺母丝杠，
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如何选择电机？ 1.加速能力 2.惯量匹配 3.连续运动过程 三.控制部件 • 电流放大器 放大电路是利用具有放大特性的电子元件,如晶体三 极管,三极管加上工作电压后,输入端的微小电流变化 可以引起输出端较大电流的变化,输出端的变化要比 输入端的变化大几倍到几百倍 • 芯片加算法
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滚珠导轨，皮带， 链条等
例二.
传动精度 传动速度 行程限制 负载能力
丝杆 大 小 小 小
同步带 齿轮齿条 小 小 大 大 大 大 根据材料和宽度 大
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二.驱动部件 电机、气缸和电磁铁 • 电机 1.伺服电机 伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是 一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置 精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控 制对象。 （1)直流伺服电机 特点：电机成本高结构复杂，启动转矩大，调速范围宽，控 制容易，需要维护，但维护不方便（换碳刷），会产生电磁 干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工 业和民用场合。
1.控制算法（PID） PID增量式算法、PID位置算法、积分分离法、有效 偏差法、遇限削弱积分法 2.归化器算法 3.接口 • 单片机 基本结构：运算器、 控制器和主要寄存器 • PLC
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四.系统程序 系统程序的编写主要采用系统流程图的方法 写，主要内容包括：功能函数框架、变量定义框 架和函数的体现。 定位精度 定位精度是指零件或刀具等实际位置与标准位置 (理论位置、理想位置)之间的差距，差距越小， 说明精度越高。是零件加工精度得以保证的前提。 精度的单位非常小，通常用纳米做单位。
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3.工作台转动精度的保证： 多采用定位销定位工作台保证工作台转动精度。
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第一节 运动控制基础
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一.什么是运动控制？ 运动控制是自动化的一个分支，它使用 统称为伺服机构的一些设备如液压泵， 线性执行机或者是电机来控制机器的位 置或速度。运动控制在机器人和数控机 床的领域内的应用要比在专用机器中的 应用更复杂，因为后者运动形式更简单， 通常被称为通用运动控制（GMC）。运 动控制被广泛应用在包装、印刷、纺织 和装配工业中。
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• 重复定位精度 重复定位精度是在在相同条件下（同一台数 控机床上，操作方法相同，应用同一零件程序） 加工一批零件所得到的连续结果的一致程度。 例：多工位工作台的设计 1.设计步骤：①实现工艺；②机构实现方式；③驱 动部件选择；④选择控制器；⑤具体实现。 2.重点考虑的问题：⑴工作台各个动作之间的时序 问题，通过优化各个工序内容，使得各工序间近乎 等时，以便提高整个工作台的工作效率。
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（2）交流伺服电机 伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的 U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下 转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器， 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。伺服电机的精度决定于编码器的精度。 （3）DD 直驱电机 分为直驱旋转电机（DDR）和直驱直线电机（DDL）
源自文库
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• 直流伺服电机与交流伺服电机差别： 两者最本质的区别是磁场形状。交流伺服电机的 磁场形状为正旋 波状，直流伺服电机的磁场形状为 梯形状。
直流伺服电机
交流伺服电机
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2.步进电机 可以精准的控制位置 细分：步矩角 细分越大，力矩越小 细分会产生振动(共振） 避免方法： （1）增加电机相数，电机从两相变为三相，会减小 转矩波动量，进而减小振动。 （2）细分驱动，步进电机细分驱动将每一次换相分 为若干个细分步骤，而相电流实行类似正弦的变动， 从而使电机的转矩近似为常数。 （3）在电机驱动中串联电阻Rs，会减小电机绕组 时间常数，从而使换相变得迅速。