數(shù)控機(jī)床多軸同步控制方法
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1、機(jī)床多軸同步控制方案的比較
1.1 普通機(jī)床的同步控制
對(duì)于普通機(jī)床的雙軸電動(dòng)機(jī)同步控制一般有以下解決方案。①由一套直流調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的電樞串聯(lián)，勵(lì)磁線圈并聯(lián)。為了保持速度同步，兩電動(dòng)機(jī)軸必須保持剛性連接。兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)中只有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)提供速度反饋信號(hào)，其控制示意圖見(jiàn)圖1。②由兩套交流變頻調(diào)速系統(tǒng)分別控制作為主從軸的兩臺(tái)交流變頻或伺服電動(dòng)機(jī)，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)各自提供自己的速度反饋信號(hào)。為了保持速度同步，兩電動(dòng)機(jī)軸也須保持剛性連接，其控制示意圖見(jiàn)2。
圖1 直流調(diào)速系統(tǒng)的同步控制
圖2 交流調(diào)速系統(tǒng)的同步控制
這兩種控制系統(tǒng)都屬于位置環(huán)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，只能依靠軸的剛性連接保持電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或位置的同步，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性較高，我們?yōu)橛脩舾脑斓腂2063銑刨床X軸傳動(dòng)即采用圖2所示的控制方法。這兩種控制系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)所連接的運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置不做檢測(cè)，對(duì)于絲杠螺距、聯(lián)軸節(jié)間隙、絲杠扭轉(zhuǎn)、絲杠軸向變形等因素所產(chǎn)生的誤差無(wú)法補(bǔ)償，控制精度較差，因此不能應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床。
1.2 數(shù)控機(jī)床的同步控制
數(shù)控機(jī)床不同于普通機(jī)床的地方，在于數(shù)控系統(tǒng)具有很強(qiáng)的控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)位置、轉(zhuǎn)矩等不同參的控制。由于位置檢測(cè)裝置的引入，從而組成了位置速度雙閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了位置同步控制。數(shù)控機(jī)床的同步控制方法可以概括為：將同步電動(dòng)機(jī)的給定位置參考量與兩電動(dòng)機(jī)位置反饋差值的調(diào)整量做比較后，作為被同步電動(dòng)機(jī)的位置參考量，從而完成位置同步控制，其控制示意圖見(jiàn)圖3。
圖3 數(shù)控機(jī)床的同步控制
當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)處理器大多采用68020、68040等32位處理器，現(xiàn)正向64位處理器過(guò)渡。正是由于CNC系統(tǒng)具有越來(lái)越強(qiáng)的計(jì)算能力，所以機(jī)床的同步控制將具有更佳的性能。當(dāng)前國(guó)內(nèi)大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)中都具有伺服軸同步功能。同步軸的測(cè)量機(jī)構(gòu)，既可以是以光電編碼器為測(cè)量機(jī)構(gòu)的半閉環(huán)系統(tǒng)、也可以是以光柵尺為測(cè)量機(jī)構(gòu)的全閉環(huán)系統(tǒng)。
評(píng)論