大型數(shù)控滾齒機伺服系統(tǒng)同步控制研究.pdf

1、在數(shù)控滾齒加工過程中，為了保證齒輪加工的精度，滾刀主軸和回轉(zhuǎn)工作臺的轉(zhuǎn)速必須保證線性比例關(guān)系，兩軸間的速度匹配關(guān)系到滾齒加工精度。在傳統(tǒng)數(shù)控同步控制方法中，一直采用數(shù)控系統(tǒng)的電子齒輪功能。電子齒輪的實現(xiàn)方式主要有主從式、并行式、基于硬件控制式和基于軟件插補控制四種。不論電子齒輪采用哪種模式，都存在著控制系統(tǒng)只關(guān)注單軸的運行情況，而不綜合考慮多軸之間的運動同步信息，因此，雖然保證了單軸的跟蹤精度，但在遇到負(fù)載突變或持續(xù)變化時，各運動軸間的

2、運動同步便無法得到有力保證，從而降低數(shù)控滾齒機床最終的加工的精度。交叉耦合同步控制策略在輪廓成形精度控制方面具有較大優(yōu)勢，它由交叉耦合輪廓誤差模型及輪廓誤差補償分配器組成，通過綜合考慮各軸間的同步誤差，利用一定的分配補償規(guī)律，對機床各運動軸進(jìn)行同步誤差補償，從而提高機床整體加工精度。
　　本文在傳統(tǒng)數(shù)控滾齒機給定同步控制策略基礎(chǔ)上，結(jié)合交叉耦合控制，誤差分配器選擇PI補償器，建立了滾齒機滾刀主軸和回轉(zhuǎn)工作臺的聯(lián)系；通過分析研究永磁

3、同步電動機的控制原理和機床伺服系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，建立了簡化的永磁電動機數(shù)學(xué)模型，對速度和電流控制器控制規(guī)律進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述，并由此導(dǎo)出了運動系統(tǒng)的速度和同步誤差的數(shù)學(xué)公式。
　　在得到數(shù)控機床運動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型后，利用仿真軟件建立起整個系統(tǒng)的仿真模型。對系統(tǒng)在空載和負(fù)載突變兩種工況下進(jìn)行仿真研究，從仿真結(jié)果得到了采用PI型交叉耦合控制器的機床同步控制策略的效果，仿真結(jié)果表明了所提出和控制策略可以有效降低機床的同步誤差，從而提高機床