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基于增量动态模型的机械数控机床位置控制方法

内容来源:《机械设计与制造工程》      浏览次数:52      更新时间:2020-09-09

  婷,薛媛丽

(陕西机电职业技术学院机电工程系,陕西 宝鸡721001)

作者简介:张婷(1982—),女,讲师,硕士,主要研究方向为机械加工,zixcan1001@163.com.

 

摘要:针对传统机械数控机床位置控制方法存在机床位置控制精准度低和控制不稳定问题,提出了基于增量动态模型的机械数控机床位置控制方法。通过研究机械数控机床位置控制结构,分析机床热伸长模态,在增量动态模型支持下,构建机械数控机床目标控制函数,并校正数控机床加工控制稳态误差。在保证选定参数满足实验验证需求条件下,确定时间常数,并对比分析不同方法下控制误差和稳定状态。由实验结果可知,增量动态模型控制方法误差为0,且稳健性较高,具有较好的控制收敛性,实用性较强。

 

关键词:增量动态模型;机械数控机床;位置;控制

中图分类号TP122   文献标识码A   文章编号2095-509X(2020)06-0107-05

 

机械数控机床是重要的工业基础装备,直接关系到我国工业领域的发展1。机械数控机床是目前应用最广泛的机床之一,主要用于轴类和盘类零件以及任意锥角的内外圆锥面切削与加工,并可进行钻孔和扩孔等操作,因此需采用先进的控制方法对其位置进行控制,从而提高控制精准度。当前,机床控制方法主要分为柔性和刚性两种,利用有限元软件对机床加工耦合性进行控制,可获得较好的控制效果。采用基于视觉引导的传统自动控制方法,结合光电参数进行数控齿轮控制,能够准确修正齿轮转动惯量2。该方法虽然提高了机床位置控制精准度,但在加工过程中易受到机床自身振动因素影响,会对精准度产生负面作用。而采用莫尔条纹光电信号补偿控制方法进行位置控制3,需根据图纸进行切削加工,工件材料去除率较大,能源消耗较多,控制稳定性较差。

针对上述问题,本文提出了基于增量动态模型的机械数控机床位置控制方法。

 

1机械数控机床位置控制结构

数控机床会按照事先编制好的程序,依据工艺路线和相关辅助参数,对零部件进行精准的切割加工等,减少人为造成的加工误差4

交流伺服位置控制系统被广泛应用于高性能机械数控机床中,其采用半闭环控制结构,不以工作台直线位移为位置反馈,结构简单。机械数控机床结构为双环结构,由机械手臂、数控机床、点阵式料仓等组成,

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