大型數(shù)控滾齒機(jī)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(tái)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(shí)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(bǔ)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(yùn)行情況，而不綜合考慮多軸之間的運(yùn)動(dòng)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(shí)，各運(yùn)動(dòng)軸間的

2、運(yùn)動(dòng)同步便無法得到有力保證，從而降低數(shù)控滾齒機(jī)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(shì)，它由交叉耦合輪廓誤差模型及輪廓誤差補(bǔ)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(bǔ)償規(guī)律，對(duì)機(jī)床各運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行同步誤差補(bǔ)償，從而提高機(jī)床整體加工精度。
　　本文在傳統(tǒng)數(shù)控滾齒機(jī)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(bǔ)償器，建立了滾齒機(jī)滾刀主軸和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的聯(lián)系；通過分析研究永磁

3、同步電動(dòng)機(jī)的控制原理和機(jī)床伺服系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，建立了簡(jiǎn)化的永磁電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型，對(duì)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(yùn)動(dòng)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(jī)床運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型后，利用仿真軟件建立起整個(gè)系統(tǒng)的仿真模型。對(duì)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(jī)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(jī)床的同步誤差，從而提高機(jī)床