關(guān)于動龍門石材數(shù)控加工中心雙軸同步驅(qū)動控制技術(shù)
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：雙側(cè)電動機同步驅(qū)動是高速龍門移動式精工加工中心龍門軸驅(qū)動的典型結(jié)構(gòu)， 它通過兩電機的協(xié)調(diào)運動， 保證加工過程的張力和線速度同步． 在機械加工中， 龍門軸的控制精度直接影響加工中心的整機精度和制品的質(zhì)量， 減小同步誤差和提高同步效率是提高機床整機性能的關(guān)鍵． 但由于受到各種不確定性擾動影響， 機床上的大型移動部件如橫梁 主軸等并不總是形成對稱受力和對稱結(jié)構(gòu)， 造成兩軸的位移不能保持一致［1］． 這種位移的不一致性會降低同步進給精度， 甚至破壞驅(qū)動元器件． 因此高速運動精工機床的雙軸同步控制不僅要保證單個運動軸的高品質(zhì)控制， 還要解決雙軸間的耦合控制問題．目前廣泛使用的高檔精工系統(tǒng)， 如德國Siemens 公 司 840D 法 國 NUM 公 司NUM1060 日本 Fanuc150 /15 等精工系統(tǒng)均配置了同步功能． 傳統(tǒng)的主從動控制模式因主動軸不考慮從動軸的干擾情況， 所以控制精度及響應(yīng)速度不高［2］． 普遍采用的差電流負(fù)反饋法， 通過對電流的差分和補償進而實現(xiàn)多個電機的同步控制． 但電流一致也無法保證各電機的力矩 速度完全一致． 國內(nèi)外學(xué)者在主從控制和交叉耦合控制兩大架構(gòu)基礎(chǔ)上， 先后采用魯棒控制 滑模變結(jié)構(gòu)控制等技術(shù)， 希望設(shè)計出具有優(yōu)良性能的雙軸同步控制器． HSIEH 等［3］利用系統(tǒng)辨識方法確定了雙軸控制系統(tǒng)機械耦合部分的傳遞函數(shù)．SRIVOTHA［4］以高速坐標(biāo)測量機為例， 對雙軸同步控制系統(tǒng)的動態(tài)特性與控制方法進行了全面的研究． TEO 等［5］以 H 型移動龍門式驅(qū)動平臺為研究對象對平臺的定位精度進行了自適應(yīng)控制策略的研究． YAO 等［6］人利用多變量辨識方法建立了雙軸同步控制系統(tǒng)的動態(tài)模型， 在該模型的基礎(chǔ)上設(shè)計了一種同步控制器來減小位置和速度同步誤差． Tomi-zuka［7］將機械耦合部分的運動分解為平動和轉(zhuǎn)動， 極大簡化了雙軸同步系統(tǒng)的動力學(xué)模型． 華中科技大學(xué)何王勇等人［8］通過有限元結(jié)合集中參數(shù)法的方法研究了雙滾珠絲杠同步驅(qū)動軸的動態(tài)特性． 羅亞琴等人［9］在傳統(tǒng)的主從控制策略基礎(chǔ)上， 提出以轉(zhuǎn)矩為控制量的控制策略， 獲得了較好的同步性能和穩(wěn)定精度． 西安交通大學(xué)李玉霞［10］等對各結(jié)構(gòu)參數(shù)與雙軸同步誤差之間的定量關(guān)系進行了研究． 馬躍［11］在主從式同步控制方法基礎(chǔ)上， 融合了現(xiàn)場總線技術(shù)， 實驗證明該方案一定程度上彌補了傳統(tǒng)主從式的不足． 許強強［12］在兩軸間加入變增益交叉耦合控制器，達(dá)到了補償輪廓誤差的目的． 筆者在分析雙軸同步控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上， 結(jié)合單軸三閉環(huán)控制系統(tǒng)模型， 提出在偏差耦合控制方式下， 采用模糊 PID 控制算法對偏差進行調(diào)節(jié)的雙電機同步控制方案． 仿真與實驗結(jié)果都表明， 與普通 PID 控制算法相比， 該控制方案有著較好的同步控制效果和較高的同步控制精度．海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試，手機瀏覽器可能無法正常使用！結(jié)束語：(1)利用 id = 0 矢量控制方法對 PMSM電流環(huán)進行控制， 建立了電流閉環(huán)數(shù)學(xué)模型并進行等效簡化， 在 Matlab /Simulink 環(huán)境下對電流環(huán)進行整定計算與調(diào)節(jié)器設(shè)計， 仿真結(jié)果表明， id = 0 矢量控制方法有效地抑制電流環(huán)內(nèi)部干擾， 提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度．(2)對比兩種控制算法的仿真結(jié)果可以看出， 與常規(guī) PID 控制算法相比， 采用模糊PID 時，同 步 誤 差 由 8. 5 rad / s 降 為2. 1 rad / s， 系統(tǒng)的抗干擾性能 同步性能均優(yōu)于采用常規(guī) PID 控制算法時的性能．(3) 筆者對異型石材車銑加工中心(HTM50200)進行了結(jié)構(gòu)分析與數(shù)學(xué)建模將在偏差耦合控制方式下的模糊 PID 控制算法應(yīng)用于該實驗平臺． 使用激光干涉儀對其 X 軸伺服控制精度的檢測與分析表明:使用筆者研究方法的 Y 軸雙軸同步控制精度能夠達(dá)到0. 01 mm， 滿足機床加工要求．海天精工是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)！聲明：本站文章均來自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任！