在狗環(huán)控制伺服系統(tǒng)中,由于沒(méi)有位置檢測(cè)和反饋裝置,因此機(jī)械系統(tǒng)必須能夠隨時(shí)嚴(yán)格跟蹤步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng),以確保達(dá)到工作精度要求。并且在任何情況下。
但是,實(shí)際上,機(jī)械系統(tǒng)的輸入和輸出之間始終存在錯(cuò)誤。除了由于零件的制造和安裝引起的誤差外,機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)(例如,由于誤差,慣性,摩擦,游隙等引起的剛度)。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí),必須將這些錯(cuò)誤控制在可接受的范圍內(nèi)。
一、死區(qū)誤差
所謂的死區(qū)誤差(也稱(chēng)為動(dòng)量損失)是指系統(tǒng)啟動(dòng)或反轉(zhuǎn)時(shí)系統(tǒng)的輸入運(yùn)動(dòng)與系統(tǒng)的輸出運(yùn)動(dòng)之差。
死區(qū)錯(cuò)誤的主要原因:
備用運(yùn)輸機(jī)制
b。一對(duì)導(dǎo)軌之間的摩擦
c。電氣系統(tǒng)和執(zhí)行器的起始死區(qū)(也稱(chēng)為不靈敏區(qū))。
由于傳輸間隔而導(dǎo)致的工作臺(tái)等效死區(qū)誤差δc(mm)可以通過(guò)以下公式計(jì)算:
公式中,p是絲杠的導(dǎo)程(mm),δi是第i個(gè)傳動(dòng)對(duì)的間隙(rad),ii是第i個(gè)傳動(dòng)對(duì)與螺絲的傳動(dòng)比。
摩擦引起的死區(qū)誤差基本上是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的彈性變形,用以克服驅(qū)動(dòng)力作用下的靜摩擦,包括拉伸和壓縮彈性變形和扭轉(zhuǎn)彈性變形。
由于扭轉(zhuǎn)彈性變形,拉伸和壓縮彈性變形通常被忽略,因此拉伸和壓縮彈性變形引起的摩擦死區(qū)誤差δμ(mm)為:
在公式中:
導(dǎo)軌的Fμ靜摩擦力(N);
螺母機(jī)構(gòu)的K0綜合張力和壓縮剛度(N/m)。
由于電氣系統(tǒng)和執(zhí)行器的啟動(dòng)死區(qū)而導(dǎo)致的工作臺(tái)死區(qū)誤差與上述兩個(gè)項(xiàng)目相比非常小,并且經(jīng)常被忽略。
如果已采取措施消除間隙,則系統(tǒng)死區(qū)誤差將主要取決于摩擦死區(qū)誤差。假設(shè)靜摩擦主要是由工作臺(tái)的重力引起的,則工作臺(tái)倒置時(shí)的最大反向死區(qū)誤差Δ(mm)可通過(guò)以下公式得出:
在公式中
工作臺(tái)的m重量(kg)
g-重力加速度,g=9.8m/s2;
導(dǎo)軌的靜摩擦系數(shù)μ0;
ωn-螺桿工作臺(tái)系統(tǒng)縱向振動(dòng)的固有頻率(rad/s)。
減少系統(tǒng)死區(qū)錯(cuò)誤的措施:
1.刪除傳輸間隔
2.采取措施減少摩擦并提高剛度和固有頻率。
對(duì)于四回路伺服系統(tǒng),必須將死區(qū)誤差控制在同一脈沖內(nèi),以確保滿足單脈沖電源要求。
二、由系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差
僅討論螺母機(jī)構(gòu)的綜合張力和由壓縮剛度的變化引起的位置誤差。
如果工作臺(tái)位于不同的位置,則螺母機(jī)構(gòu)的綜合拉力和壓縮剛度將發(fā)生變化。
在空載條件下,由于這種剛度變化,在整個(gè)行程范圍內(nèi)的最大定位誤差δKmax(mm)可以通過(guò)以下公式計(jì)算:
在公式中:Fμ-由于工作臺(tái)的重力而產(chǎn)生的靜摩擦力(N)
K0min和K0max-導(dǎo)螺桿在工作臺(tái)行程范圍內(nèi)的最小和最大總拉伸和壓縮剛度(N/m)。
對(duì)于四環(huán)控制伺服系統(tǒng),通常應(yīng)將δKmax(mm)控制在系統(tǒng)允許位置誤差的1/3至1/5的范圍內(nèi)。