龍門加工中心雙驅(qū)系統(tǒng)的同步控制
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：在長(zhǎng)行程、高精度、超重型龍門精工加工中心的各種結(jié)構(gòu)形式中，雙電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可以使加工中心獲得較高的結(jié)構(gòu)剛性和較好的動(dòng)態(tài)性能。但是由于龍門加工中心滑枕和刀架的移動(dòng)會(huì)使龍門機(jī)構(gòu)形成非對(duì)稱結(jié)構(gòu)和非對(duì)稱負(fù)載，會(huì)導(dǎo)致兩軸動(dòng)態(tài)特性有差異，從而使雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生同步誤差，影響加工精度，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)箖奢S互相拉扯，破壞加工中心。如果能夠從剛度、阻尼以及質(zhì)量等影響機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的基本因素出發(fā)，建立精確的雙軸同步系統(tǒng)模型，找到影響同步精度的主要因素，對(duì)于雙軸同步驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及雙軸同步誤差補(bǔ)償算法的研究，都具有非常重要的意義。龍門式雙驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)同步控制的研究越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者們的重視。Ivdn等[1]針對(duì)雙驅(qū)龍門式工業(yè)機(jī)器人，提出了基于模型解耦的同步與反饋控制實(shí)現(xiàn)了模型的解耦控制；程瑤等[2]從質(zhì)量、阻尼和剛度等基本因素出發(fā)，分析了動(dòng)梁式龍門加工中心同步系統(tǒng)的不同步誤差的影響因素，得到了這些因素對(duì)同步性能的影響規(guī)律；何王勇[31以雙滾珠絲杠同步驅(qū)動(dòng)為研究對(duì)象，利用有限元結(jié)合集中參數(shù)的方法，由拉格朗日方程推導(dǎo)出雙滾珠絲杠同步驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力學(xué)模型，為同步控制提供了參考模型；Lin等[4]針對(duì)龍門式雙驅(qū)定位平臺(tái)，提出了基于三自由度動(dòng)態(tài)模型的非奇異終端滑模智能控制方法，該方法綜合使用模糊邏輯理論和遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法以及非奇異滑模變結(jié)構(gòu)控制，解決了雙驅(qū)系統(tǒng)非線性和參數(shù)不確定性的控制問(wèn)題；陸世榮等[5]提出了雙伺服電機(jī)同步運(yùn)行的最優(yōu)控制策略，該控制方法基于線性二次型調(diào)節(jié)器的性能指標(biāo)設(shè)計(jì)了最優(yōu)控制器，并采用轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)觀測(cè)器進(jìn)行前饋補(bǔ)償以克服突加負(fù)載對(duì)系統(tǒng)的影響，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)良好的同步性能和抗干擾性。以上學(xué)者都只注重雙驅(qū)動(dòng)同步控制算法的研究，對(duì)雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模型尤其是雙軸耦合模型沒(méi)有作詳細(xì)分析，沒(méi)有考慮負(fù)載的移動(dòng)以及強(qiáng)干擾力對(duì)同步精度的影響。本文以ZK5540A龍門精工銑床為例，根據(jù)動(dòng)梁式龍門精工加工中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)特性，將龍門加工中心雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的龍門機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分為平移和旋轉(zhuǎn)兩部分，然后根據(jù)拉格朗日方程，建立雙軸機(jī)械耦合模型。按照設(shè)定點(diǎn)協(xié)調(diào)控制方法[6]建立雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模型。為降低干擾對(duì)雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)同步性能的影響，設(shè)計(jì)干擾觀測(cè)器，對(duì)干擾進(jìn)行補(bǔ)償，提咼系統(tǒng)的抗干擾性。最后，通過(guò)仿真驗(yàn)證了本文所提出的同步控制方法的可行性。1雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模型龍門精工加工中心雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（圖1)由電氣伺服系統(tǒng)和機(jī)械伺服系統(tǒng)組成。機(jī)械伺服系統(tǒng)包括龍門機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置，兩運(yùn)動(dòng)軸通過(guò)龍門機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)耦合；電氣伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、反饋裝置和控制器。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用H相永磁同步電機(jī)，具體模型參照文獻(xiàn)[7-8]，本文主要是對(duì)龍門加工中心雙軸耦合部分和傳動(dòng)裝置進(jìn)行建模。龍門加工中心的機(jī)械描述 一個(gè)典型的龍門機(jī)構(gòu)如圖2所示。雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中兩個(gè)伺服電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)受靜壓導(dǎo)軌約束的滑座1和滑座2,滑座通過(guò)螺栓連接帶動(dòng)龍門立柱和橫梁，橫梁上面安裝可沿Y方向滑動(dòng)的滑枕和刀架，刀架承受切削載荷。理想情況下兩軸位移X, = X2，但是由于滑枕和刀架的Y方向移動(dòng)，會(huì)使龍門機(jī)構(gòu)的重心偏離幾何中心，這樣就會(huì)造成兩伺服軸動(dòng)態(tài)性能的差異，加上強(qiáng)切削力的干擾作用，使龍門機(jī)構(gòu)傾斜產(chǎn)生同步誤差。海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請(qǐng)刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試，手機(jī)瀏覽可能無(wú)法正常使用！結(jié)束語(yǔ)：海天精工是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機(jī)、石墨機(jī)、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)！聲明：本站文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任！