提高步进式伺服驱动系统精度的措施

作者:xingyang                         时间：2010-12-02

轴承及轴承相关技术文章（轴承型号查询网提供） 关键字：轴承,驱动系统 步进式伺服驱动系统是一个开环系统，在此系统中，步进电机的质量、机械传动部分的结构和质量以及控制电路的完善与否，均影响到系统的工作精度。要提高系统的工作精度，应从这几个方面考虑：如改善步进电机的性能，减少步距角；采用精密传动副，减少传动链中传动间隙等。但这些因素往往由于结构和工艺的关系而受到一定的限制。为此，需要从控制方法上采取一些措施，弥补其不足。1.细分线路所谓细分线路，是把步进电机的一步再分得细一些。如十细分线路，将原来输入一个进给脉冲步进电机走一步变为输入10个脉冲才走一步。换句话说，采用十细分线路后，在进给速度不变的情况下，可使脉冲当量缩小到原来的 。若无细分，定子绕组的电流是由零跃升到额定值的，相应的角位移如图5--15(a)所示。采用细分后，定子绕组的电流要经过若干小步的变化，才能达到额定值，相应的角位移如图5--15(b)所示。 [img]http://www.jinkouzc.com/0902262344384633.bmp[/img]图5-15 细分前后一步角位移波形图（a）无细分 （b）细分后2.齿隙补偿齿隙补偿又称反向间隙补偿。机械传动链在改变转向时，由于齿隙的存在，会引起步进电机的空走，而无工作台的实际移动。在开环伺服系统中，这种齿隙误差对于机床加工精度具有很大的影响，必须加以补偿。齿隙补偿的原理是：先测出齿隙的大小，设为 ；在加工过程中，每当检测到工作台的进给方向改变时，在改变后的方向增加 个进给脉冲指令，用以克服因步进电机的空走而造成的齿隙误差。3.螺距误差补偿在步进式开环伺服驱动系统中，丝杠的螺距积累误差直接影响着工作台的位移精度，若想提高开环伺服驱动系统的精度，就必须予以补偿。补偿原理如图5--16所示。通过对丝杠的螺距进行实测，得到丝杠全程的误差分布曲线。误差有正有负，当误差为正时，表明实际的移动距离大于理论的移动距离，应该采用扣除进给脉冲指令的方式进行误差的补偿，使步进电机少走一步；当误差为负时，表明实际的移动距离小于理论的移动距离，应该采取增加进给脉冲指令的方式进行误差的补偿，使步进电机多走一步。具体的做法是：(1) 安置两个补偿杆分别负责正误差和负误差的补偿；(2) 在两个补偿杆上，根据丝杠全程的误差分布情况及如上所述螺距误差的补偿原理，设置补偿开关或挡块；(3) 当机床工作台移动时，安装在机床上的微动开关每与挡块接触一次，就发出一个误差补偿信号，对螺距误差进行补偿，以消除螺距的积累误差。 [img]http://www.jinkouzc.com/0902262344552694.bmp[/img]图5-16 螺距误差补偿原理曲线1?理想的移动（没有螺距误差） 曲线2?实际的移动（有螺距的误差）曲线3?补偿前的误差曲线 曲线4?补偿后的误差曲线【MechNet】

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