UAC375AE103 3BHB006621R0103角度控制、距离控制、位置控制

脉冲量的计算

UAC375AE103  3BHB006621R0103脉冲量的控制多用于步进电机、伺服电机的角度控制、距离控制、位置控制等。以下是以步进电机为例来说明各控制方式。

1、 步进电机的角度控制。首先要明确步进电机的细分数，然后确定步进电机转一圈所需要的总脉冲数。计算“角度百分比=设定角度/360°（即一圈）”“角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*角度百分比。”

公式为：角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*（设定角度/360°）。

2、 UAC375AE103  3BHB006621R0103步进电机的距离控制。首先明确步进电机转一圈所需要的总脉冲数。然后确定步进电机滚轮直径，计算滚轮周长。计算每一脉冲运行距离。最后计算设定距离所要运行的脉冲数。

公式为：设定距离脉冲数=设定距离/［（滚轮直径*3.14）/一圈总脉冲数］

3、 步进电机的位置控制就是角度控制与距离控制的综合。

4、伺服电机的动作与步进电机的一样，但要考虑伺服电机的内部电子齿轮比与伺服电机的减速比。

以振动值作为评定机器振动状态，是制造厂出厂检验的依据，这种评定标准往往是比较苛刻的。对于设备的使用单位，根据长期使用的经验，即使在超出此类标准的情况下，仍然被监视使用，往往采用以振动值的变化作为依据的相对评定标准。

二、振动监测理论

UAC375AE103  3BHB006621R0103机械振动是指物体在平衡点附近往复周期变化的运动。机械设备的振动是设备结构对动态交变载荷作用的一种响应形式。振动具有普遍性，所有承受变化载荷的机械设备都存在振动现象。弹性结构在各种内外部载荷作用下产生弹性形变，并以固体声形式在结构中传播，到达设备表面而产生振动。图3给出了齿轮减速器的振源、传播途径和振动及声辐射示意图。机械设备的振动响应特征既取决于输入激励，也受到传递途经的影响。不同类型的载荷激励，不同的传递途径，导致振动响应信号的特征不同。当零部件发生故障时，激励发生变化，结构振动状态也将发生相应变化。UAC375AE103  3BHB006621R0103通过监测结构振动，可以实现健康状态评估与诊断。

图3 齿轮传动系统振动原理

一)齿轮减速机振动

1.齿轮振动产生机理

啮合齿轮副在工作中受到外部和内部激励作用，外部激励主要是驱动轴的输入转矩和输出轴负载转矩的变化等。内部激励包括齿轮啮合过程的变刚度激励、传递误差激励和啮合冲击激励等。

（1）变刚度激励

一般情况下啮合齿轮副的重合度不是整数，轮齿啮合过程中同时参与啮合的齿对数随着啮合过程的进行不断变化，因而轮齿的综合啮合刚度也是周期变化的。图4所示为一对啮合齿，轮齿在A点开始啮合，主动轮轮齿的齿根首先进入啮合，弹性变形较小；从动轮轮齿的齿顶处首先进入啮合，弹性变形较大。到D点主动轮轮齿和从动轮轮齿完成一次啮合过程，啮合过程中主动轮轮齿弹性变形δp逐渐增大，从动轮轮齿弹性变形δg逐渐减小，弹性变形规律如图4所示，单对齿的综合变形 sδ=δp+δg。单对轮齿的综合刚度ks等于各单对齿综合刚度的叠加（如图4c所示）图4d和图4e分别示出直齿轮和斜齿轮的综合刚度变化特征，直齿轮在啮合过程中交替出现单齿啮合和双齿啮合情况，使得轮齿综合啮合刚度出现周期性阶跃变化。斜齿轮啮合过程由轮齿一端开始，逐渐扩展到整个齿面，然后从另一端退出，综合刚度不存在阶跃突变。

图4 齿轮啮合的综合刚度变化特征

（2）传递误差激励

由于齿轮加工和安装存在误差，使啮合齿廓偏离理想齿廓位置，称为传递误差。传递误差造成啮合过程中轮齿间的周期性运动冲击，当主动轮匀速转动时，从动轮不再是匀速转动，而是出现转速波动，包括长周期波动成分和短周期波动成分。长周期波动主要由于齿轮的几何偏心造成的，其频率与轴的转动频率相同，影响齿轮的运动精度，如图5a所示。短周期波动则主要由基节偏差和齿形偏差造成，如图5b所示。

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