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，雙電動機驅(qū)動方式得到了越來越多的應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于可以使加工中心獲得較高的結(jié)構(gòu)剛性和較好的動態(tài)性能。但是由于龍門加工中心滑枕和刀架的移動會使龍門機構(gòu)形成非對稱結(jié)構(gòu)和非對稱負(fù)載，會導(dǎo)致兩軸動態(tài)特性有差異，從而使雙驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生同步誤差，影響加工精度，嚴(yán)重時甚至?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)量等影響機械系統(tǒng)動態(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，對于雙軸同步驅(qū)動控制系統(tǒng)的設(shè)計以及雙軸同步誤差補償算法的研究，都具有非常重要的意義。龍門式雙驅(qū)動結(jié)構(gòu)同步控制的研究越來越受到國內(nèi)外學(xué)者們的重視。Ivdn等[1]針對雙驅(qū)龍門式工業(yè)機器人，提出了基于模型解耦的同步與反饋控制實現(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)動為研究對象，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)動軸的動力學(xué)模型，為同步控制提供了參考模型；Lin等[4]針對龍門式雙驅(qū)定位平臺，提出了基于三自由度動態(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)不確定性的控制問題；陸世榮等[5]提出了雙伺服電機同步運行的最優(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)計了最優(yōu)控制器，并采用轉(zhuǎn)矩擾動觀測器進(jìn)行前饋補償以克服突加負(fù)載對系統(tǒng)的影響，實現(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)動同步控制算法的研究，對雙驅(qū)動系統(tǒng)模型尤其是雙軸耦合模型沒有作詳細(xì)分析，沒有考慮負(fù)載的移動以及強干擾力對同步精度的影響。本文以ZK5540A龍門精工銑床為例，根據(jù)動梁式龍門精工加工中心的結(jié)構(gòu)特點及運動特性，將龍門加工中心雙驅(qū)動系統(tǒng)的龍門機構(gòu)的運動分為平移和旋轉(zhuǎn)兩部分，然后根據(jù)拉格朗日方程，建立雙軸機械耦合模型。按照設(shè)定點協(xié)調(diào)控制方法[6]建立雙驅(qū)動系統(tǒng)模型。為降低干擾對雙驅(qū)動系統(tǒng)同步性能的影響，設(shè)計干擾觀測器，對干擾進(jìn)行補償，提咼系統(tǒng)的抗干擾性。最后，通過仿真驗證了本文所提出的同步控制方法的可行性。1雙驅(qū)動系統(tǒng)模型龍門精工加工中心雙驅(qū)動系統(tǒng)（圖1)由電氣伺服系統(tǒng)和機械伺服系統(tǒng)組成。機械伺服系統(tǒng)包括龍門機構(gòu)和傳動裝置，兩運動軸通過龍門機構(gòu)實現(xiàn)耦合；電氣伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動電機、反饋裝置和控制器。驅(qū)動系統(tǒng)采用H相永磁同步電機，具體模型參照文獻(xiàn)[7-8]，本文主要是對龍門加工中心雙軸耦合部分和傳動裝置進(jìn)行建模。龍門加工中心的機械描述 一個典型的龍門機構(gòu)如圖2所示。雙驅(qū)動系統(tǒng)中兩個伺服電機通過傳動系統(tǒng)驅(qū)動受靜壓導(dǎo)軌約束的滑座1和滑座2,滑座通過螺栓連接帶動龍門立柱和橫梁，橫梁上面安裝可沿Y方向滑動的滑枕和刀架，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，會使龍門機構(gòu)的重心偏離幾何中心，這樣就會造成兩伺服軸動態(tài)性能的差異，加上強切削力的干擾作用，使龍門機構(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，如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試，手機瀏覽可能無法正常使用！結(jié)束語：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、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產(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：本站文章均來自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任！