简单的伺服控制.

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绝对脉冲编码器 绝对值编码器（Absolute pulse coder）
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回转式（角度）位置测量元件，用途与增量编码器相同， 不同点是这种编码器的码盘上有绝对零点，该点作为脉冲 的计数基准。因此计数值既可以反映位移量，也可以实时 地反映机床的实际位置。另外，关机后机床的位置也不会 丢失，开机后不用回零点，即可立即投入加工运行。与增 量编码器一样，使用时应注意脉冲信号的串行输出与并行 输出，以便与CNC单元的接口相配。 移到参考点，强制1815#4=1，回零。
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转子位置检测信号
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转子位置检测信号控制逆变器的触发换相,从而实现闭环 的频率控制.
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串行输出型的位置检测器
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串行输出型的位置检测器
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脉冲编码器原理
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脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器,把机械转角变成电脉冲,是 一种常用的角位移传感器,同时也可作速度检测装置. 脉冲编码器分为光电式,接触式和电磁感应式三种.光电式的精度 与可靠性都优于其他两种,因此数控机床上只使用光电式脉冲编码器. 安装时圆光栅一起旋转.指示光栅与圆光栅平行放置,上面制有相 差1/4节距的两个狭缝(辨向狭缝),此外还有一个零位狭缝(每转发出一 个脉冲). 脉冲发生器通过十字连接头或键与伺服电动机相连 光电元件接受这些明暗相间的光信号,并转换为交替变换的电信号. 该电信号为两组近似于正眩波的电信号A和B.A和B信号相位相差90度, 经放大和整形变成方形波. 后来的脉冲被送到计数器,根据脉冲的数目和频率可测出工作轴的 转角转速.其分辨率取决于圆光栅的圈数和测量线路的细分倍数. 其反馈给数控系统有两种方式:一是适应带加减计数要求的可逆计 数器,形成加计数脉冲和减计数脉冲,二是适应有计数控制和计数要求 的计数器,形成方向控制信号和计数脉冲. 所谓脉冲编码调制:就是将模拟信号的抽样量化值转换成二进制码 组的过程.
伺服电机控制电机的速度是通过在电机定子三相绕线中通入 合适的交流电压,产生磁场,最终在转子上施加扭矩,使转子带 动负载旋转的.通过控制施加给转子的扭矩,随意控制电机的 转速. 通过驱动器调控三相电压(或者电流), 在额定电流之间按需 分配.伺服系统通过坐标变换,将每相电流转换成施加给转子 的扭矩,就可以控制电机的速度.通过检测器检测出相电流,反 馈给伺服给定,就构成了速度的闭环控制.
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串行输出型的位置检测器
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系统伺服部分控制框图
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CPU 板 CPU
1/2伺服轴卡 SV-RAM DRAM G/A DPS 控制 FSSBC控制
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FANUC脉冲编码器规格
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增量脉冲编码器
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增量编码器（Increment pulse coder） 回转式（角度）位置测量元件，装于电机轴或滚珠丝杠上， 回转时发出等间隔脉冲表示位移量。由于码盘上没有零点， 故不能表示机床的位置。只有在机床回零，建立了机床坐标 系的零点后，才能表示出工作台或刀具的位置。 需要设定参考计数器容量，要求周期和停止点重合。
SV-CPU
BOOT ROM 引导程序
G/A CPU 控制
3/4伺服轴 SV-RAM SV-CPU
G/A 外设控制 FROM
系统软件 伺服软件 用户宏
SRAM
系统参数 加工程序 宏变量
FANUC i-B 系列系统
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伺服放大器框图
电 源 模 块 伺 服 模 块
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速度控制 电流控制
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速度控制部分 速度控制是三环控制的中间环，用于实现电机的速度控制， 指令来自于位置指令的输出，反馈来自于电机的实际速度。 电流环和电流控制 电流环是伺服控制的内环，用于稳定电机的电流，它的输入 是速度环的输出，反馈是来自电机动力线的反馈，除此以外， 电流控制是完成交流电机的三相电流的转换控制。
伺服控制系统
CNC
+
指 令 位置控制模块 位置误差 计数器 D/A 转换器 + 速 度 反 馈
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速度控制单元
速度 调节器
机床
+
-
电流 调节器 电流环
驱动器
速度控制单元
位 置 反 馈 速度环 速度检测
位置环
测量与 检测
位置控制系统的结构图
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电 机
ISO AMP PWM DRV RELY PWM DRV LSI PWM回路 信号控制 报警检测 动态制动控 制回路 LSI PWM回路 信号控制 报警检测 动态制动控 制回路
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半闭环 全闭环 混合控制
半闭环
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全闭环
混合控制
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位置控制
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在数控系统中，机床的每一个坐标轴都是由伺服系统所驱动 的，它由轴控制卡、伺服放大器和伺服电机一起构成了伺服 控制系统，它的主要作用是按照系统所发出的控制指令来驱 动电机的运行，达到位置控制的目的。 位置控制部分 位置控制部分是位置控制的核心部分，它包括的插补器、 位置误差寄存器和参考计数器三部分，插补器完成坐标轴的 插补运算，将系统给定的运动指令转换成以一定规律输出的 一系列脉冲，该系列脉冲和来自电机反馈的脉冲都将输入到 误差寄存器中，但是，二者脉冲的方向是相反的，而位置误 差计数器里的值即为指令位置与电机实际位置的位置差。该 值的大小直接反映的是电机的速度。 参考计数器是用于回零控制的电路，由它来和机床的减 速开关来确定机床的零点位置。