[发明专利]伺服驱动辅助控制方法

说明书

本发明公开了一种伺服驱动辅助控制方法，通过在进给链中加入减速齿轮，以减小脉冲当量，在承担全部工作负载的条件下，进行单步或连续移动，在运行时不出现丢步或多步现象，调节使机床工作台及其传动机构的刚度、间隙、摩擦以及转动惯量尽可能达到最佳值，消除传动间隙，利用脉冲编码器输出信号，并将这些信号作为位移测量脉冲以及经过频率/电压变换作为速度反馈信号，进行速度调节；实现动态性能和调速范围的调节，进而达到提高精度的效果，能使数控机床进行大功率的切削和高速切削，实现高效率加工。

技术领域

本发明属于机床控制技术领域，具体涉及一种伺服驱动辅助控制方法。

背景技术

大批量的自动化生产广泛采用自动机床、组合机床和专用机床以及专用自动生产线，实行多刀、多工位多面同时加工，以达到高效率和高自动化。但这些都属于刚性自动化，在面对小批量生产时并不是适用，因为小批量生产需要经常变化产品的种类，这就要求生产线具有柔性。而从某种程度上说，数控机床的出现正是很地满足了这一要求。数控装置是数控机床的核心。它根据输入的程序和数据，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令。

伺服驱动系统由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成，并于机床的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它根据数控装置发出来的速度和位移指令，控制执行部件的进给速度、方向和位移。每个进给运动的执行部件，都配有一套伺服驱动系统。伺服驱动系统由开环、半闭环和闭环之分。在半闭环和闭环伺服驱动系统中，还得使用位置检测装置，间接或直接测量执行部件的实际进给位移，与指令位移进行比较，按闭环原理，将其误差转换放大后控制执行部件的进给运动。

大多数进给交流伺服电动机采用永磁式同步电动机，但主轴交流电动机则多采用鼠笼式感应异步电动机，这是因为数控机床主轴驱动系统不必像进给系统那样，需要如此高的动态性能和调速范围。鼠笼式感应电动机其结构简单、便宜、可靠，配上矢量变换控制的主轴驱动装置则完全可以满足数控机床的主轴的要求。

发明内容

针对目前多工位机床伺服驱动系统存在的缺陷和问题，本发明提供一种伺服驱动辅助控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种伺服驱动辅助控制方法，通过在进给链中加入减速齿轮，以减小脉冲当量，在承担全部工作负载的条件下，伺服系统低速趋近速度达0.1mm/min，且工作台应能在规定的速度范围内灵敏而精确的跟踪指令，进行单步或连续移动，在运行时不出现丢步或多步现象，调节使机床工作台及其传动机构的刚度、间隙、摩擦以及转动惯量尽可能达到最佳值，消除传动间隙，利用脉冲编码器输出信号，并将这些信号作为位移测量脉冲以及经过频率/电压变换作为速度反馈信号，进行速度调节；

交流主轴电机当定子三相绕组通上三相交流电时，建立起旋转磁场，其主轴磁通￠m的空间转速为同步转速no，其值为

no=60f1/p (r/min)；

式中，f1为定子供电电源频率（Hz）；p为旋转磁场极对数。

感应电机转子的转数n为

n=no(1-s)=60f1(1-s)/p；

式中，s为转数差，s=(no-n)/no。

调节使f1大于I频频率，并使到n﹥no的调速，进而得到近似恒功率的调速特性，利用该调节特性对伺服电机频率进行控制。

采用滚珠丝杠对工作台进行单步或连续移动，设计滚珠丝杠左支承由三个角接触球轴承组成，其中右边两个轴承与左边一个轴承的大口相对布置，由螺母进行预紧。滚珠丝杠的右支承为一个圆柱滚子轴承，只用于承受径向载荷，轴承间隙用螺母来调整。滚珠丝杠的支承形式为左端固定，右端浮动，留有丝杠受热膨胀后轴向伸长的余地。丝杠上设置缓冲挡块，起超程保护作用。

采用消除间隙的联轴器及有间隙措施的传动副的方式消除传动间隙，减小反向死去误差。