1、步進(jìn)電動機(jī),開環(huán)伺服系統(tǒng),一、組成,伺服驅(qū)動單元、執(zhí)行元件、傳動機(jī)構(gòu),二、步進(jìn)電機(jī),將電脈沖轉(zhuǎn)變成機(jī)械角位移的裝置,3.工作原理,三拍通電激磁，步距角= = 3o,一般 = m繞組相數(shù)； Z轉(zhuǎn)子齒數(shù)，單拍k=1,雙拍k=2。,六拍通電激磁，步距角 = = 1.5o,下一頁,上一頁,返回,3.工作原理,定子繞組通斷電順序 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向,定子繞組通斷電轉(zhuǎn)換頻率 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,定子繞組通斷電次數(shù) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角,通斷電方式,下一頁,上一頁,4.步進(jìn)電機(jī)的選擇,1)步進(jìn)電機(jī)選擇原則：, 步矩角與機(jī)械系統(tǒng)相匹配，以得到系統(tǒng)所需的, 保證電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，大于負(fù)載所需轉(zhuǎn)矩, 能與機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載慣量相匹配 為使電機(jī)具有良好的

2、起動性能及較快的響應(yīng)速度 推薦 Jleq/Jm=4 式中 Jleq為系統(tǒng)等效負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量 Jm 為電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量, 電機(jī)運(yùn)行速度和最高工作頻率能滿足工作臺切削加工 和快移要求。, = t/360 i,下一頁,上一頁, 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行頻率,f= V / (60),式中 , V 工作臺進(jìn)給速度 mm/min,下一頁,上一頁,2)步進(jìn)電機(jī)選擇步驟,2)步進(jìn)電機(jī)選擇步驟, 初定步進(jìn)電機(jī)步距角，計(jì)算減速比，確定齒輪副 初選步進(jìn)電機(jī)型號，根據(jù)其工作方式，初定步距角,i=Z1/Z2= t / 360 ,下一頁,上一頁,: 步進(jìn)電機(jī)步距角, (o)/脈沖 t : 滾珠絲桿導(dǎo)程，mm : 脈沖當(dāng)量，mm/脈沖,

3、 計(jì)算慣量,下一頁,上一頁,2)步進(jìn)電機(jī)選擇步驟,設(shè)傳動系統(tǒng)如右圖所示：,伺服系統(tǒng)總慣量JG為 JG=Jm+Jleq,式中：Jm 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量,Jleq 換算到電機(jī)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量,2)步進(jìn)電機(jī)選擇步驟, 計(jì)算慣量,nm 步進(jìn)電機(jī)速度 r/min ni 第i個轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)速r/min,Ji 第i個轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動慣量 kg . m2,Vj 第j個移動部件的移動速度 m/min,Mj 第j個移動部件的質(zhì)量 kg, 計(jì)算慣量,2)步進(jìn)電機(jī)選擇步驟,圖示的一級齒輪減速系統(tǒng),V=nz2 . t,式中 V工作臺移動速度 m/min,t絲桿導(dǎo)程 m, 計(jì)算慣量,2)步進(jìn)電機(jī)選擇步驟,式中 Jz

4、1 齒輪1的轉(zhuǎn)動慣量 kg . m2,Jz2 齒輪2的轉(zhuǎn)動慣量 kg . m2,Js 絲桿2的轉(zhuǎn)動慣量 kg . m2,Mw 工作臺的質(zhì)量 kg,例題,1. 已知脈沖當(dāng)量0.005mm，步進(jìn)電機(jī)步距角為0.75，滾珠絲杠基本導(dǎo)程為4mm，求減速器的傳動比 .,所以，減速器傳動比為 3:5。,解：脈沖當(dāng)量,返回,2、如圖示，一臺五相十拍運(yùn)行的步進(jìn)電動機(jī)，通過一對減速齒輪，滾珠絲杠副帶動工作臺移動。齒輪1的齒數(shù)選定為Z1=27，步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子齒數(shù)Zr=48，并設(shè)定步進(jìn)電動機(jī)每走一步，工作臺移動5m。當(dāng)絲杠導(dǎo)程t=4mm，時，試求齒輪2的齒數(shù)Z2。,3某數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，已知齒輪分度圓直徑d1=64mm，d2=80mm，齒輪寬度B=20mm，絲杠直徑d3=40mm，長度l=1500mm，工作臺質(zhì)量m=150kg。在某一時刻，