ранее занимаемого положения или фиксированного начального положения. Примером может служить сверлильный станок.

Управление скоростью требует изменения скорости с заранее установленной точностью, как, например, при фрезеровании.

Есть и такие системы, которые управляют одновременно и положением, и скоростью. К такому типу управляющих устройств относится двухкоординатный графопостроитель. Скорость перемещения, направленная по одной оси, может быть функцией ступенчатого изменения положений по другой.

Все эти формы управления движением можно осуществлять, используя системы с разомкнутыми и замкнутыми контурами.

Ниже рассматривается использование в этих системах шаговых и серводвигателей.

П2.5.1. УПРАВЛЕНИЕ С РАЗОМКНУТЫМ КОНТУРОМ

На рис. П2.10 показана обобщенная система управления движением с разомкнутым контуром. Этот тип устройств можно использовать как в простых, так и в сложных случаях. Например, с их помощью мож-

Основная энергия

Ввод команЗ

Контроллер движения

Управляемое устройство

Исполнительный механизм

Рис. П2.10. Система управления с разомкнутым контуром

но осуществлять движение между двумя точками, как в случае знакомых нам кулачка и храпового механизма, управляемых устройством с вращающимся соленоидом. При этом отпадает необходимость в обратной связи. Входная команда соленоида проста - включить или выключить.

Управление с разомкнутым контуром можно применять и в тех случаях, когда к управляющему устройству предъявляются жесткие требования с точки зрения точности занимаемого положения или скорости перемещения. При этом регулятор движения может представлять собой смешанную цифро-аналоговую схему, возбуждающую электромеханический исполнительный механизм. Поскольку обратная связь отсутствует, необходимо, чтобы исполнительный механизм обладал прогнозируемыми характеристиками движения. Сигналом команды может быть включение или выключение, но может быть и группа кодированных функцио-

Нальных команд. В первом случае команда включения-выключения должна быть закодирована в регуляторе подобно обычной системе, управляемой микропроцессором. В более сложных случаях команды, как правило, вводятся компьютером или посредством устройства, управляемого оператором. Ниже мы подробнее остановимся на этих методах

П2.5.2. УПРАВЛЕНИЕ С ЗАМКНУТЫМ КОНТУРОМ

На рис. П2.11 представлена4 типичная структурная схема системы с замкнутым контуром. Сложность таких систем определяется теми движениями, которые должно выполнять управляемое устройство. Простое возвратно-поступательное движение между двумя точками потребует, например, только двух концевых переключателей для смены направления вращения двигателя. В системах, подобных копировальному устройству или графопостроителю, в результате добавления датчиков положения, скорости и ускорения требуются более сложные обратные связи.

В этих системах используется множество типов регуляторов движения. Исполнительный механизм может быть электромеханическим, гидравлическим, пневматическим нли их сочетанием. Сигналы входных

Ввод команд

КонтрблЛер движения

Сигналы Обратной связи

основная энергия

Управляемое устройство

Исполнительный механизм

1--Г-!"-I--7

Концевой датчик

Концевой датчик

Датчики параметров движения

Рис. П2.11. Система управления с замкнутым контуром

команд зависят от потребностей системы, хотя иногда они определяются положением исполнительного механизма. Электронные схемы обработки входных сигналов, сигналов обратной связи и управления исполнительными механизмами могут быть цифровыми, аналоговыми или их сочетанием.

Примером простой двухкоординатной системы с замкнутым контуром может служить металлорежущий станок (рис. П2.12). Здесь дви- гатель поперечной подачи отслеживает контуры лекала по данным датчика. Датчик вычитает желаемое положение (край лекала) из действительного положения суппорта для создания сигнала рассогласования. Сигнал рассогласования усиливается и используется для приведения

Сигнал ошибки положения Лекало

Датчик > упора

v. * Двигатель механизма

N. Двигатель оси У

Двигатель оси у

упири. лч-

ограничитель \у& хода ч>

Механизм.

Инструментф?

Рис. П2.12. Система управления двухксординатным станком

в действие двигателя. Двигатель продольной подачи обычно работает с постоянной скоростью.

П2.5.3. СЕРВОМЕХАНИЗМЫ В ЗАМКНУТЫХ КОНТУРАХ

На рис. П2.13 показана схема системы с замкнутым контуром, управляемой сервомеханизмом. В сервосистеме обычно наиболее сложным оказывается прямое управление. Как правило, эта часть схемы со-

Сигнал команды +

Сигнал ошибки

Элемент прямого управления

Управляемое движение

Рис. П2.13. Основные элементы сервоуправляемой системы с замкнутым

контуром

стоит из исполнительного элемента (серводвигателя), схемы возбуждения двигателя (регулятора) и схемы компенсации, обеспечивающей стабильность работы.

Обычно используются электрические серводвигатели трех типов: постоянного, переменного и постоянного тока без щеток.

Поскольку серводвигатели постоянного тока имеют линейную зависимость крутящего момента от тока, их часто используют в случаях, когда требуется большая пиковая мощность при быстром пуске и останове. Примером могут служить высокопроизводительные станки с числовым программным управлением. Серводвигатели постоянного тока работают в диапазоне мощностей приблизительно от 0 до 10 кВт.