[发明专利]基于小位移直驱力矩转台伺服参数优化方法

说明书

本发明涉及一种用于数控直驱力矩转台伺服驱动参数寻优的方法，具体涉及基于小位移直驱力矩转台伺服参数优化方法。其包括如下步骤：S01：将电子千分表固定在主轴或其他非运动区域上；S02：在转台零位时，校正标准块测量平面与转台Y轴平行；S03：根据转台运动特性，基于小位移编写转台运动程序；S04：设计正交试验表；S05：根据理论位移值和实际读数值得到C轴转台的定位偏差值，根据C轴转台回程后的读数值得到重复定位偏差值。S06：调整伺服参数并对该参数进行验证。通过调节伺服驱动参数，进一步优化直驱调力矩电机的定位精度、重复定位精度及伺服刚性，能广泛运用于各种机床电机伺服参数优化，减少调试时间，提高工作效率。

技术领域

本发明涉及数控制齿机床转台定位精度、重复定位精度及伺服刚性优化领域，提供了一种用于调整伺服驱动参数较优组合的方法。具体的说涉及数控机床通过寻找较优的伺服驱动参数，改善定位精度、重复定位精度及伺服刚性。更具体的说涉及直驱转台伺服驱动参数优化。

技术背景

数控制齿机床是加工各种常见齿轮的复合加工设备，而机床的各项运动精度是保证加工零件精度的重要保证之一。现如今很多精密数控机床的直线轴和旋转轴都采用当今最先进的直接驱动(直驱)技术，由伺服电机直接驱动各轴运动，通过多种方式的插补技术可以很好满足了零件加工精度和复杂曲面表面光洁度的要求。由于伺服电机驱动部件跟负载之间是直接连接，无需像传统的丝杆或蜗杆传动一样需要额外的硬件连接误差补偿。因此直驱技术具有以下几个优点：动态响应特性好、运行速度快、运动过程中无反向间隙、精度高。因此直驱技术在各种中、高端的机床产品得到了广泛的应用。

直驱技术虽然具有上述优点，但是由于伺服电机与负载端直接连接，省去了机械传动链，其传动比则是电机转子与定子之间的传动近似为1：1，在对伺服电机调试的过程中，容易在调节伺服驱动的时候出现超调、过冲等，使得电机产生振动、伺服刚性不足、跟随精度差、电机定位精度低等问题。因此需要对伺服驱动的位置环增益参数Kpp、速度环增益参数Kvp、速度环积分时间参数Kvi和负载转动惯量J进行优化。

传统的调试方法有经验法和驱动自动调节，经验法调整伺服驱动参数不仅调试时间长，而且调整效果差。而驱动自动调节，虽然在调试时间上省很多时间，但实际调试的效果往往不能满足数控制齿机床对于电机分度精度的要求。因此精准的回转定位精度是提升齿轮加工精度、加工质量的保证，有必要进一步优化伺服驱动参数。

发明内容

针对调节伺服驱动现存的技术问题，本发明提供了一种基于小位移直驱力矩转台伺服参数优化方法，可通过简单的试验方法对直驱力矩电机的定位精度、重复定位精度及伺服刚性进行优化，进一步提升直驱力矩电机的伺服性能。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

基于小位移直驱力矩转台伺服参数优化方法，主要包括如下步骤：

S01：将电子千分表固定在主轴或其他非运动区域上；

S02：在转台零位时，校正标准块测量平面与转台Y轴平行；

S03：根据转台运动特性，基于小位移编写转台运动程序；

S04：设计正交试验表，根据正交试验表进行测量；

S05：运行运动程序，读取电子千分表上的数值，根据理论位移值和实际读数值得到C轴转台的定位误差值，根据C轴转台回程后的读数值得到重复定位偏差值；

S06：填写正交实验表，计算极差，分析敏感因素，调整伺服参数并对该参数进行验证。

进一步，所述的S01步骤中电子千分表是通过磁座和表杆固定在主轴上，确保千分表不受外界运动影响，保证读数精准。

进一步，所述的S02步骤具体为：

S02.1：编写临时程序使转台回到零位，标记此处为初始位置；