[发明专利]数控机床转台系统控制方法、数控系统和计算机程序产品

说明书

本申请提供一种数控机床转台系统控制方法、数控系统和计算机程序产品。所述转台系统包括：固定在转台上用来测量转台实际转动角度的角度位置检测元件，包括丝杠轴和丝母的丝杠，丝母能够在伺服电机的驱动下沿丝杠轴的长度方向移动，丝母与转台固定连接，丝杠轴的第一端与电机铰接，第二端为自由端，以使丝杠轴能够相对于转台上下摆动。上述控制方法包括：根据转台实际转动角度与转台目标转动角度确定电机还需转动的转动角度；根据确定的电机还需转动的转动角度控制伺服电机在多个时间段分别以从高到低的多个转动速度转动，直至转台实际转动角度等于转台目标转动角度。上述控制方法简单有效，并能够确保转台转动角度的控制精度和动态响应特性。

技术领域

本申请涉及机械加工领域，特别涉及一种数控机床转台系统控制方法、数控系统和计算机程序产品。

背景技术

随着我国机械加工行业的发展，数控机床技术已经成为影响制造业水平的关键技术。汽车、凸轮轴、飞机等高精度零件的加工已经广泛地采用数控机床。尤其是代表数控机床技术高端产品的五轴数控机床和传统的三轴机床相比，增加了两个旋转轴。这使得数控机床不仅自适用复杂曲面加工的能力大幅提高，而且加工的质量和精度也非常高。

数控机床多采用旋转工作台系统或称数控转台系统(下文简称转台系统)来固定或支撑代加工的工件。有的数控机床的转台系统除了支撑或固定待加工的工件，还需要转台系统旋转。例如五轴数控机床的转台系统可以旋转形成数控机床两个旋转轴中的一个旋转轴。也有需要转台系统形成一个旋转轴的三轴数控机床。作为数控机床的一个核心部件，转台系统的旋转精度和动态性能直接影响甚至决定了整个数控机床的性能。现有数控机床的转台系统多采用减速箱传动，减速箱价格较高，同时减速箱的传动控制精度较低。因此，为了使数控机床能够满足用户的需求，需要具有优良的传动控制精度，并且成本较低的转台系统。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种数控机床转台系统控制方法、数控机床的数控系统和计算机程序产品，能够以较低的成本实现较高的控制精度和效率。

本申请的一个或多个实施例提供一种数控机床转台系统控制方法。所述转台系统包括：转台，固定在转台上用来实时测量转台实际转动角度的角度位置检测元件，丝杠，用于驱动丝杠的伺服电机，其中丝杠包括丝杠轴和丝母，丝母是旋和在丝杠轴上的，并且丝母能够在伺服电机的驱动下沿丝杠轴的长度方向移动，丝母与转台固定连接，以使得丝母能够带动所述转台转动，丝杠轴的第一端与所述伺服电机铰接，并且丝杠轴的第二端为自由端，以使丝杠轴能够相对于转台上下摆动。该数控机床转台系统控制方法包括：根据角度位置检测元件实时测量的转台实际转动角度与转台目标转动角度，确定伺服电机还需转动的转动角度；根据确定的伺服电机还需转动的转动角度控制伺服电机在多个时间段分别以从高到低的多个转动速度转动，直至角度位置检测元件测量的转台实际转动角度等于转台目标转动角度。

在本发明的一个或者多个实施例中，上述多个时间段依次包括高速段、中速段和低速段，伺服电机在高速段的转动速度大于基准转动速度；在中速段的转动速度等于基准转动速度；在低速段的转动速度小于基准转动速度。

在本发明的一个或者多个实施例中，上述根据确定的伺服电机还需转动的转动角度控制伺服电机依次在多个时间段分别以从高到低的多个转动速度转动，包括：计算上述角度位置检测元件测量的转台实际转动角度与转台目标转动角度之间的差值；和根据上述差值和预定门限值之间的关系确定上述高速段、中速段和低速段。

在本发明的一个或者多个实施例中，上述根据上述差值和预定门限值的关系确定上述高速段、中速段和低速段，包括：当上述差值大于第一门限值时，控制上述伺服电机在上述高速段运行；当上述差值小于第一门限值并大于第二门限值时，控制上述伺服电机在上述中速段运行；和当上述差值小于第二门限值时，控制上述伺服电机在上述低速段运行。其中，第一门限值大于第二门限值。