运动控制系统应用与实践
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1.3 运动控制系统的分类

1.按控制方式分类

运动控制系统按有无反馈装置及反馈装置的位置,可分为三类:开环控制系统、半闭环控制系统、全闭环控制系统。

开环控制系统是数控机床中最简单的控制系统,没有反馈装置,如图1-10所示,执行元件一般为步进电动机。通常称以步进电动机作为执行元件的开环系统为步进式伺服系统。控制电路的主要任务是将指令脉冲转化为驱动执行元件所需要的信号。

图1-10 开环控制系统示意图

开环控制原理较简单,但实际执行结果与进给指令之间是否存在偏差是无法确定的,故开环进给伺服系统的精度较低,速度也受到步进电动机性能的限制,但由于其结构简单、易于调整,因此在精度要求不太高的场合中得到较广泛的应用。

半闭环控制系统在开环控制系统的基础上,接入编码器等反馈装置,将检测到的速度信息和位置信息反馈给控制器,控制器通过算法消除进给量与反馈量的误差,从而提高了运动控制精度。

全闭环控制系统通过在加工平台上接入光栅尺等反馈装置,检测平台的实时位置信息并反馈给控制器,控制器根据反馈信号随时调整发出的信号,使运动平台的误差始终控制在允许精度范围内。闭环控制系统的特点是精度较高,但系统的结构较复杂、成本高,且调试、维修较难,因此适用于大型精密机床。

2.按应用类型分类

运动控制系统按应用类型分可分为通用运动控制系统和专用运动控制系统。

通用运动控制系统没有特定的应用领域,可以应用在任意自动化设备上,控制器具备多种功能,用户自行编写程序,通过调用各种功能指令实现动作过程,使用更灵活。且通用运动控制系统对配套设备没有要求,用户可自行选择控制器、驱动器、电动机、触摸屏、传感器等设备。

专用控制系统有数控机床系统、机器人控制系统、缝纫机控制系统、切割机控制系统等,其中,数控机床系统应用十分广泛。

专用运动控制系统与通用运动控制系统相比,其最大的不同在于,硬件和软件都是配备完善的,功能专一,控制程序已经编写完备,无须用户进行二次编程,虽然对用户来说比较简单、便捷,但是核心技术掌握在系统制造商手中,用户接触不到。

正运动控制器作为通用控制器,包含丰富的运动控制功能,封装了许多指令以方便客户直接调用,用户编写工艺流程后便能使用,且将专门的控制器编程软件ZDevelop开放给用户使用,助力快速开发。