[实用新型]模拟信号零点锁定伺服装置

说明书

本实用新型涉及一种伺服控制装置，属于自动控制应用领域。

数控系统抗干扰的能力和定位精度是数控系统的重要技术指标，特别是抗干扰能力，决定了系统在恶劣条件下是否能发挥作用的问题。目前数控系统中的位置环传输信息为模拟和数字混合方式，一旦干扰破坏了平衡状态，就无法恢复到原有的平衡状态，而且这种类型结构的系统总伴随一个步进当量的控制死区。

本实用新型的目的是提出一种位置环全部采用模拟电路的伺服装置，它抗干扰能力强并且没有控制死区。

本实用新型的目的是这样实现的：模拟信号零点锁定伺服装置由执行机构、光栅、多路模拟开关、信号放大器和功率放大器组成。其中：光栅由定尺、动尺组成，动尺由执行机构驱动，多路模拟开关的各模拟信号输入端接动尺的输出，多路模拟开关的各输出端并在一起接信号放大器的输入，信号放大器的输出接功率放大器的输入，功率放大器的输出接执行机构。

使用时多路模拟开关的各模拟信号输入端和各通道控制输入端分别接控制机的输入端口和输出端口。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。

图1是本实用新型的电气原理图。

图中所示的模拟信号零点锁定伺服装置由执行机构1、光栅、CD4066多路模拟开关4、LM324信号放大器5及达林顿功率放大器6组成。其中：执行机构1为直流伺服机；光栅由定尺2和动尺3组成，定尺2固定在机床的导轨上，动尺3则固定在机床的溜板上，溜板由执行机构1驱动；多路模拟开关4的各模拟信号输入端接动尺3的输出，多路模拟开关4的各输出端并在一起接信号放大器5的输入；信号放大器5的输出接功率放大器6的输入；功率放大器6的输出接执行机构1。

当执行机构1带动溜板及动尺3运动时，动尺3将产生四路相位互差90度的正弦电压信号，即：

Δu1＝Umsin（ (x)/(τ) 2π＋0）、Δu2＝Umsin（ (x)/(τ) 2π＋ 1/2 π）

Δu3＝Umsin（ (x)/(τ) 2π＋π）、Δu4＝Umsin（ (x)/(τ) 2π＋ 3/2 π）

式中：τ是光栅的刻度节距，x是位移量或转角量。

使用时将多路模拟开关4的各模拟信号输入端和各通道控制输入端分别接控制机7的输入端脚I1～I4和输出端脚01～04。控制机7为单板计算机。

下面叙述工作原理：

控制机7根据工件的加工数据，首先从其输出端脚O0发出全速信号，此信号经R1进入信号放大器后，再经功率放大器和执行机构，驱动溜板全速运动。在溜板运动过程中，动尺也随之运动，于是光栅输出信号并被控制机接收和计数。当控制机通过计数得知快要达到预定的加工精度时，便通过其输出端脚01～04去控制模拟开关4，依次选择光栅产生的各路信号作为溜板微动的控制信号，进行精密加工。光栅产生的每路信号可使直流伺服机转动1／4周。

当加工达到预定的精度时，控制机将某路光栅信号锁定，溜板便在该路信号过零时定位，此时系统平衡。定位之后若有干扰窜入，该干扰会使溜板产生微小的偏移，但待干扰消失后，溜板又能回到原来的位置，系统自动恢复原有的平衡状态。

和已有技术相比，本实用新型有如下优点：

抗干扰能力强，定位之后，因位置环全为模拟信号传输通道，故干扰只能使平衡状态发生微小的偏移，干扰消失后，系统将自动恢复到原来的平衡状态；

无控制死区，因执行机构只能在模拟信号的零点平衡，故没有步进当量的死区。