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YK7232A磨齿机数控伺服控制系统技术使用说明书
YK7232A磨齿机数控伺服控制系统
技术使用说明书
一、技术规格
该系统是为YK7232A数控蜗杆砂轮磨齿机配套的数控装置,系统
原理请参看《电气说明》。
其技术指标以下:
1、工作温度:+5℃~+40℃
2、输入电压:3相,50HZ,380V,±10%
额定功率:(不包含空调输入)
3、砂轮参数
机床砂轮主轴转速:1100~1900RPM
主轴光电编码器:ROD260,18000Imp/Rev
4、工件电机参数:,2000r/85V
工件轴光电编码器:ROD260,18000Imp/Rev
工件追踪主光栅精度偏差:<±1脉冲,<18″
在负载突加(减)或正弦变化时,精度偏差:<±1脉冲
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5、齿轮工件参数
齿
数:
12
~256
模
数:
1~6
螺旋角:
-45°~+45°
齿形角:
10
°~45°
齿
宽:
10
~170mm
外
径:
20
~320mm
公法线:1~800μm
6
、工件架速度:~4mm/rev
7
、机箱外型尺寸:2000×800×600mm(高×宽×深)
机箱重量:400kg
8
、机箱冷却方式:空调机
二、、电气说明
该机电气控制系统主要由三部分构成:触摸屏显示界面、伺服控制
系统、可编程控制器。
系统构成以以下图:
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触摸屏
1、伺服控制系统

该系统是一个闭环伺服控制系统。在这样一个系统中,被控对象的
过程参数一直被连续丈量,并与理论值进行比较,获取的差值再用来调
整被控对象的过程参数。其原理性框图以下:
再详细化,可获取以下图:
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该控制系统是鉴于自动控制系原理,由两个闭环伺服控制环构成。
主伺服环是由砂轮旋转编码器来的输入量与工件旋转编码器来的实质
值对比较,其差值经调理器、功率放大器等部件控制工件马达运动。另
一个伺服环是由长度丈量编码器脉冲与工件电机旋转编码器脉冲同步、
比较,经脉冲/电压变换器、前置放大及功率驱动等部件,控制液压比
例阀带动工件架按给定速度运动。
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其系统框图以下所示:

砂轮由三相沟通电机驱动。砂轮的运动由一个旋转编码器丈量,并
将其旋转运动变换成电脉冲,该编码器有一个18000条/转的光栅盘,
它输出两个相位差为90°的TTL信号(Ua1,Ua2)及反相信号(Ua1,
Ua2)。这二路信号进入系统除产生控制脉冲外,还用以鉴识电机的旋
转方向,其他,电机旋转一全圈还产生一个索引脉冲(Ua0)及反向信
号(Ua0)。

工件电机是向来流伺服电机,工件与工件电机经8∶1的机械齿轮传
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动。而工件电机的运动与砂轮电机相同由一旋转编码器来丈量,也就是
说,编码器所丈量的运动速度是工件运动速度的8倍。
在工件磨削时,工件架进行Z轴方向运动,工件架的速度由一长度
丈量编码器来丈量,它供应的信号与旋转编码器近似。
长度丈量编码器经内部5倍频和电子四倍频,使其分辨率提升到
1um/pulse。

来自不一样编码器的数字信号在调理器中进行比较,获取控制偏差,
其偏差信号经功率放大后,调整工件电机或液压比率阀的运动,速度的
调整变化又经编码器以数字脉冲的形式反应到调理器,从而实现连续的
闭环伺服。

系统同时对X轴的进刀电机控制,主要由回参照点、X轴位移和修形
等动作构成。
系统对X轴的控制主要经过对伺服电机控制器进行地址控制,输出
方式为双脉冲方式(CW、CCW),对系统而言是开环控制方式。控制
,最高速度1米/分钟。速度可由倍率系数进行降低。
2、可编程控制器PLC
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PLC经RS-232串行口与伺服控制系统实现数据互换,伺服控制系统
的控制参数及动作命令都由PLC来设定和控制,它督查并控制机床有关
动作。同时经过触点将机床工作状态及运转状况传达到伺服控制统,以
便伺服控制系统及时作出相应的办理。
同时PLC还拥有储存主要工作参数和用户磨削参数的功能。
3、触摸屏
触摸屏是YK7232A的主要操作和显示界面,以便利的方式供应用户
参数编写和读/写界面,以及显示工作状态下的主要数据及状态。
触摸屏也经过串口与PLC连结。
4、控制系统部件原理说明

本板主要实现锁相及斜齿轮差补控制。
由YKA02板来的同步均衡加减脉冲(BALUP、BALDN),经偏差均衡检测器,输出数字控制偏差。此偏差由TRANSFER信号检出,经数/模变换电路,其输出和砂轮子均衡信号(GWSUBANL)一同送到系统偏差调理电路变换成电压值,并由运放以角偏差ψ的形式直接作为功率放大器的输入。而它的微分信号,经滤波电路后产生角速度误
差ω。为了使工件马达与旋转编码器之间的连结器的谐振频次最小,
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Δω经一个角速度偏差低通滤波器送到功率放大器,从而达到控制环的
稳固。
BAL>15(L)信号是作为均衡检查,只需控制偏差超出15个脉冲,由控制电路产生一个超差单稳脉冲信号,使磨削过程及时中断。
起动信号RUN(L)产生时,均衡检测器的预置值为128,只有在系统刚起动时,检测偏差会产生溢出信号(偏差绝对值>128),此时起动控制电路动作,控制系统进入起动控制过程,输出一恒定的直流校
正电压到角偏差输出电路。系统在稳固运转时,起动电路不工作。
斜齿轮差补
第一来自长度丈量编码器的MIUP*4(MIDOWN*4)脉冲,在脉冲
序列分派器中进行时钟同步及方向鉴识,今后进入频次变换器并对其脉
冲频次丈量、变换、分派(16倍频后乘以差动系数)。新的脉冲序列作
为差动控制逻辑的计数时钟,产生差动控制数字量,并依据齿向及螺旋角
方向将差动控制数字量变换成角度赔偿模拟信号(WPSSUBANL),
并产生均衡器正向差补脉冲MI·bFW(L)或反向差补脉冲MI·bBW(L)。
差动系数和螺旋角方向由PLC依据输入参数算出,经由系统CPU写
入参数设定寄存器。差动系数计算公式以下:
d=(2**sinβ)/(M*Z)。
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