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超梢密车床伺服无间隙极限环的技术研究让业内人士叹为观止
来源:泰安科瑞思特机械有限公司 发布日期:2015-7-8 12:07:43 访问次数:
超精密数控车床中超梢密车床伺服进给系统又是最为关键的环节之一,对于超梢密车床伺服的技术研发设计变的尤为重要,在最近的研发成果中,无间隙极限环技术的问世让业内专业技术人士赞不绝口,叹为观止

    我们都知道在数控车床行业中对于精密产品的加工需要超精密数控车床的支持,然而在超精密数控车床中超梢密车床伺服进给系统又是最为关键的环节之一,所以对于超梢密车床伺服的技术研发设计变的尤为重要,在最近的研发成果中,无间隙极限环技术的问世让业内专业技术人士赞不绝口,叹为观止。今天我们就来领略了一下超梢密车床伺服无间隙极限环的技术的奇迹之处。
    双回路控制器的改进设计由于比例+积分控制方法没有考虑间隙的影响,会使系统产生自持振沲而由非线性控制理论知,若系统为型,可避免自持振荡。但型系统的带宽受到限制,很难设计成高刚度系统以抑制干扰为解决这种矛质,木文将违度路设计成宽带宽的快违回路抑制千扰;而将位置回路设计成窄带宽的型系统当速度回路的带宽设计为位置回路的带宽5倍以上时,两回路之间的影响变得微弱,这样这个系统就可以近似为型系统本文中位置回路的带宽取为50,18,速度回路的带宽咖取为2503.1速度回路的设计为将速设回路设计成高增益,路。在不改货原校正后速度回路的动态结构3速度输入信号,这样3的中不仅包含了原来的速度误差,还加入了速度误差的积分作甩校正后的速度回路闭环传递呐数为可以看出,校正厂的速度回路屈于型系统效开环传递函数,8可写成,则珥8所对应的等其频率特性意4阁中为内,路设计的带宽,为使系统获得较大阻尼比和较小等效噪声带宽。般,21 707,=177它们1通过调整1.和来实现实际中1.
    系统的组成及常规控制方法存在的问超精密机床伺服进给系统由交流伺服电机+滚珠丝杠实现位置伺服进给,由双频激光干涉仪实现位置检测,采用空气静压导轨和气浮工作台降低传动过程中摩擦力的影响,通过采用与电机配套的交流伺服驱动单元实现电机的闭环调速,速度环采用型调节器。其中,速度环中的代力矩常数则位置伺服阳1位,1同服系统的动上模型路频响高,将其作为比例环节,为1输入信号,代工作台位置输出。建模中将工作台可能存在的高频振荡模态作为未建模动态特性处理为获得系统实测模型,利用频率法对系统进行辨识,得到1的系统线性部分开环传递函数为系统笼型系统,名。不考虑间隙非哎挺部令对这类系统的设计可归结为如何将系统设计成宽带宽高刚度系统,以保证系统较快的响应速度和较强的抗下扰能力,本文18采用1的形式的控制器,由于08中含纯积分环节,系统的静态伺服刚度无穷大,使系统可有效抑制屯机轴上阶跃干扰力矩的影响。系统较好的阻尼特性可通过调整参数丁而获得折衷考虑响应速度噪声误差和未建模动态特性控制器为将此控制器应用于闭环系统中,利用描述函数法分析木文的系统4!将系统线性环节,4,的咖知曲线1和间隙环节的负倒幅特性画于。两条曲线相交于!
    这时,1产生个光电0号,当读出器左移1时,02与孔5对齐。02产生个光电信号,由此可,由只光电管组成的读出器在光尺上滑动时,每移动光电管将产生个光电信号肩现了测车每击1发出个数脉冲的哎求这种传感器不仪减少了光1光孔的数景,降低机械加工要求,而。降低了信4线传输信号的频率,这付于延长拉器。测车之间的跑离成提高运行速度都以有益的为此必要,还可以进步读出器中光电管的数目,增大光孔之间的间隔,以满足不同场合的要求为了直观的说明原理,光孔用光尺上的空白短线极管。其原理4.
    光尺4结束语定位方法,对于那些要求成本低的长距离定位场合有较大的意义上接第2页生,解决了稳定性问位置回路的动态结构5所小,通过调,可以调节位置回路的带宽,4实验结果为验证该方法的有效性,将其应用十1吧超粘密机床伺跟系统,该机版检测分辨率5阁6为加入,1控制器和双回路控制器后系统零输入响应曲线可,比例+积分的方法由于没有考虑间隙的作用,系统中产生了自持震荡,而双回路抟制方法可以消除自持振荡,提尚系统稳态性能6中1的稳态误差是由于系统中忽略的未建梭动态特性所引起,双路时间比例+积分控制方法双回路控制方法方法在系统定位过程中的最大稳态误差不超过土5结论为解决超精密机床伺服系统的开环频率特性和间隙环节的负倒幅曲线相交所造成系统不稳定,本文提出可防止系统中产生自持振荡的双回路控制方法艮口速度回路和位置回路的带宽适当时,两回路分别设计。
    超梢密机床伺服进给系统是超精密机床的最关键环节之,它直接决定机床的加工精度面质量和生产率在超精密机床伺服系统中,般采用滚珠丝杠作为伺服驱动机构,由于丝杠和螺母副之间的间隙非线性作用,可能会使得伺服系统产生极限环,甚至不稳定,极大地影响了伺服系统的性能1因此,为设计出高精度伺服系统,本文研宄了通过合理设计控制器来消除间隙非线性作用的方法。
    点由非线性控制理论,3点代实际存在厂系统中右2的控制器,间隙非线性环节将使系统产生稳态误差。
系统较好的动态响应特性,只有通过改货,制系统的结构,合理设计控制器,使的1曲线货为2中的曲线2曲线2.人无交点,小系统无自持振荡发生。
    和分别取为3625和125校正后的速度回路,对于阶跃千扰信号。电机稳态转速输出为0当1.为速度扰动时,电机稳态转违输出为。由于速度〃路中增益,1取得很大,因此它具有高的干扰抑制能力3.2位置回路设计由于速度回路的带宽较宽,所以在位置回路的带宽范围内,速度回路可用其反馈环节的倒数来代替,即近似为比例系数,因此位置回路可近似为型系统,由于型系统的频率特性与间隙环节的负倒幅特性无验,设法抵消掉,不允许造成最终的积累偏差安装时对尺端进行调整,以保证长距离仍达到无积累偏差读出器山只红色发光极管和光电管组成,它们的间隔为5+,为自然数,以为2,所以每隔1放置个发光极管和尤电管,假设读出器向左移动。光电管;1与光孔3对齐。
    以上就是超梢密车床伺服无间隙极限环的技术研究内容和成果,确实拥有令人们无法想象的精确系数这样在生产过程中,生产的紧密零件会更加有质量保证,让工业生产更加的安全,让企业生产效益达到最大化,泰安科瑞思特机械有限公司是专业致力于数控机床、数控加工与成型设备、内燃机检测设备、共轨欧三设备等自动化设备的研发、生产和贸易的优秀
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