[发明专利]一种变力矩的恒线速砂带控制方法

说明书

本发明涉及一种变力矩的恒线速砂带控制方法，按下开始加工按钮时，采用力矩控制模式控制放卷轮放卷、采用位置控制模式控制收卷轮收卷，当达到换向条件两轮反向运动，放卷轮变为收卷轮，收卷轮变为放卷轮，如此反复运动实现变力矩的恒线速砂带控制。本发明方法根据放卷收卷砂轮的直径自动调节砂轮力矩；实现转动过程中力矩实时变化保证砂带张力均匀，根据放卷收卷砂轮的直径自动计算两轮速度；保证砂轮转动过程中磨头的转速恒定，本发明方法不依赖于特定的机床结构，适应各种尺寸的砂带砂轮，可以广泛的应用使用放卷收卷两轮的数控磨床上。

技术领域

本发明涉及数控系统领域，具体地说是一种变力矩的恒线速砂带控制方法。

背景技术

数控机床是信息技术与机械制造技术相结合的产物，代表了现代基础机械的技术水平与发展趋势。其中，数控磨床是一个重要组成部分。磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮带动砂带进行磨削加工，因此砂带控制方法成为数控磨床的核心。

发明内容

根据现有数控磨床中的砂带砂轮结构，本发明提供一种能够在磨削点恒速运行并且保证力矩实时调整的砂带控制方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种变力矩的恒线速砂带控制方法，包括：

采用位置控制模式控制收卷轮收卷、采用力矩控制模式控制放卷轮放卷、力矩模式下使用速度限幅实时限制放卷轮转速，当达到换向条件两轮反向运动，放卷轮变为收卷轮，收卷轮变为放卷轮，如此反复运动实现变力矩的恒线速砂带控制。

所述采用位置控制模式控制收卷轮收卷，包括：

计算收卷轮加速度并根据加速度数值将收卷轮的运动阶段分为三段：加速阶段、匀速阶段、减速阶段；

计算收卷轮每周期收卷轮实时直径、每周期收卷轴的实时转速、砂带转过的总长度。

所述计算收卷轴加速度并根据加速度数值将收卷轮的运动阶段分为三段：加速阶段、匀速阶段、减速阶段，包括：

根据直线加减速公式，求出收卷轮的转动速度，根据转动速度求出收卷轮当前时刻加速度，根据加速度判定直线加减速收卷轮的运动阶段。各阶段使用将AccFlag变量标识。

所述计算收卷轮每周期收卷轮实时直径、每周期收卷轴的实时转速、砂带转过的总长度，包括：

每周期收卷轮实时直径为：DB_new＝DB_pre+2*T*(rev-oldrev)；

每周期收卷轴的实时转速为：S＝V/(π*DB_new)；

砂带转过的总长度为：

L_new＝L_pre+π*|rev–oldrev|*(DB_new+T*|rev–oldrev|)；

其中，将收卷轮当前角度赋值给变量rev，并初始值设置为0；将收卷轮上周期角度赋值给变量oldrev，并初始值设置为0；将砂带运动恒定速度赋值给变量V；将收卷轴初始直径赋值给变量DB_pre和DB_new，DB_pre为上一周期收卷轮实时直径；将砂带厚度赋值给变量T；开始运动后，每周期收卷轮转过的角度差为rev-oldrev。

所述采用力矩控制模式控制放卷轮放卷，包括：根据收卷轮的运动阶段，设置放卷轮的控制力矩；

1)当收卷轮在加速阶段，放卷轮力矩设置为-0.9倍的额定扭矩；

2)当收卷轮在减速阶段，放卷轮力矩设置为0.9倍的额定扭矩；