[发明专利]一种适用于并片非圆车削控制系统的伺服控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种适用于并片非圆车削控制系统的伺服控制方法，建立并片非圆车削控制系统中的直线电机平台数学模型；进而针对并片非圆车削高精度高速往返切削的特点建立采用三环传递函数；根据并片非圆车削的特殊加工形式在位置环加入速度加速度前馈控制策略和基于并片非圆轮廓车削模型的动力学补偿控制策略；即在位置环控制中加入速度和加速度前馈控制，得到系统控制传递函数；建立基于并片非圆轮廓车削动力学补偿传递函数；建立系统整体传递函数；得到本非圆车削控制系统中负责横向非圆进给车削的直线电机的输出值，本发明有效解决并片非圆车削中对直线电机的高频高速高加速伺服控制难题，使产品的轮廓精度和表面粗糙度完全达到加工设计要求。

技术领域

本发明涉及金属数控车削的研究领域，特别涉及一种适用于并片非圆车削控制系统的伺服控制方法及系统。

背景技术

非圆截面零件是截面为非圆形的各种机械零件的总称，普通车床一般是车削截面轮廓为圆形的零件，而非圆车削则是根据主轴的转动角度控制刀具在工件径向上的往复运动从而加工出非圆形的横截面外轮廓，其径向运动与主轴转动执行严格同步，尤为适合非圆截面零件加工。当前一些高端3C智能终端产品的外观设计广泛采用金属大曲率弧形背板和圆弧倒角，将3C背板并片滚筒式安装并实现非圆车削的加工方式将极大的提高了加工效率，同时设备较为简单，极大的降低了设备成本、减少了设备的维护工作，从而极大的降低了整个金属弧面背板的加工成本。目前，大多的研究与专利均是针对单一非圆零件提出非圆截面车削系统和控制方法，如CN101406964A提供一种数控车床的非圆切削装置包括刀架、固定有刀具的刀夹、位移传感器、主轴编码器、执行器和控制器，其控制方法中在所述控制器采用基于免疫响应理论模型的免疫控制方法用于消除外部干扰；CN103817561A提供了非圆表面精密车削的二维控制装置及控制方法，装置包括刀架、刀具安装台、控制器、主轴编码器、振动传感器和刀具，其控制方法为根据主轴编码器反馈位置跟随控制音圈电机进给的非圆车削模式实现非圆精密加工的二维控制，提高了非圆精密车削的加工精度，且在高频响的前提下控制装置的输出线性好、可控性好。基于并片安装的非圆车削其加工装置可以参考现有的快速刀具伺服方案，但其控制系统的伺服控制方案必须更贴合并片车削模型与工艺，重新进行研究。

鉴于以上分析，并片滚筒式非圆车削的新加工方式极大的提高加工效率，但目前的研究与专利均是针对单一非圆零件提出非圆截面车削系统和控制方法，对并片非圆车削并不完全适合。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于纹理上下文约束的视觉词汇的图像超分辨率方法，本发明在非圆车削控制系统基础上提出新的非圆车削伺服控制方法，首先采用PID/PI/PI的位置环、速度环和电流环进行基本伺服控制，接着根据并片非圆车削的特殊加工形式在位置环加入速度加速度前馈控制策略和基于并片非圆轮廓车削模型的动力学补偿控制策略，有效解决并片非圆车削中对直线电机的高频高速高加速伺服控制难题，使产品的轮廓精度和表面粗糙度完全达到加工设计要求。

本发明的第一目的在于提供一种适用于并片非圆车削控制系统的伺服控制方法；

本发明的第二目的在于提供适用于并片非圆车削控制系统。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种适用于并片非圆车削控制系统的伺服控制方法，包括以下步骤，

建立并片非圆车削控制系统中的直线电机平台数学模型；

根据所述直线电机平台数学模型，针对并片非圆车削高精度高速往返切削建立三环传递函数；即负责横向非圆进给的直线电机采用PID/PI/PI伺服三环基本控制策略；

根据并片非圆车削的并片外圆轮廓车削加工形式在三环控制的位置环加入速度加速度前馈控制策略，得到基于速度加速度前馈控制的系统控制传递函数；

在三环控制的位置环加入基于并片非圆轮廓车削模型的动力学补偿控制策略，得到系统整体传递函数；