数控立车转台油膜厚度控制方法技术

本发明专利技术公开了一种数控立车转台油膜厚度控制方法，包括数控系统PLC和液压伺服比例阀，其特征在于还包括检测传感器和微处理器，油膜厚度的控制方法的具体步骤为：从理论上建立工作台负载与数控系统之间的数学模型，通过光电检测传感器检测工作台和导轨之间的距离，并将检测的距离转化成微处理器的微小电信号，再利用微处理器将微电信号数值上传至数控系统中，再通过编写数控系统指令液压伺服比例阀改变控制油量，并将油量输入到旋转工作台，此时，光电检测传感器再次反馈油膜厚度至微处理器,并将油膜厚度转换成微小电信号输入到数控系统中中，达到自适应调节油膜厚度，最终完成油膜控制，突出的增加了工作台的有效承重和车削精度的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数控机床
，具体地说是一种数控立车转台油膜厚度控制方法。
技术介绍
数控机床领域的发展日新月异，在实际立车重载工件过程中，由于加工工件多样化，重量不一，对转台承压力度不同等因素，使得实际加工中只能采用保守的承重范围。而依靠操作工人的现场干预，其加工工件范围有限，且当转台速度稍高时，则人工干预难以进行，同时容易对机床产生损害。上述因素，使得数控立车的应有效能未能发挥，在加工质量方面，不适当的转台浮起量也会使机床加工精度难以得到控制，此外车削中还应防止机床受损，避免转台、工件和机床因过载而损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种自动化程度高、实时控制油膜厚度、提高转台承重、保证加工精度的数控立车转台油膜厚度控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数控立车转台油膜厚度控制方法，包括数控系统PLC和液压伺服比例阀，其特征在于还包括检测传感器和微处理器，油膜厚度的控制方法的具体步骤为：一，通过实践证明，工作台负载与导轨油膜厚度存在一定的非线性关系，当工件载重增大时，导轨油膜厚度将随之减小，从而使加工精度降低，反之，当工件载重降低时，导轨油膜厚度将随之增大，从而使加工精度提高，因此，通过测量工作台和导轨油膜厚度和控制油膜厚度即可实现对工作台承载能力直接控制和车削精度的间接控制；二、从理论上建立工作台负载与数控系统之间的数学模型，在工作台和导轨之间设有光电检测传感器，通过光电检测传感器检测工作台和导轨之间的距离，并将检测的距离转化成微处理器的微小电信号，在检测过程中，光电传感器在一定范围内，使工作台负载与导轨油膜厚度保持线性关系，以保证检测的线性的精确性，再利用微处理器处理干扰信号和实时变速信号，并将微电信号数值上传至数控系统的PLC中，在数控系统的PLC读取微电信号数值后，通过编写PLC程序对数值进行信号数值滤波的数据分析，以使进入控制算法中的给定值不发生突变，并以一定惯性的缓变量进行延迟，分析完数据后，再通过编写数控系统的PLC程序建立数学公式，然后输出结果量送到液压伺服比例阀，通过控制系统中嵌入的PID控制算法计算出要输出的变量，数控系统指令液压伺服比例阀改变控制油量，并将油量输入给分油器和毛细油管供油系统，通过毛细油管供油系统输出到旋转工作台，此时，光电检测传感器再次反馈油膜厚度至微处理器,并将油膜厚度转换成微小电信号输入到数控系统中的PID控制算法中，达到自适应调节油膜厚度，最终完成油膜控制，突出的增加了工作台的有效承重和车削精度的作用。本专利技术所述数学公式包括光电检测传感器和微电信号之间的公式, 微电信号和PID算法之间的公式以及PID控制算法公式，所述光电检测传感器和微电信号之间的公式为：Y=aX+b其中a和b 经过了传感器本身参数量Y为输送到PLC 的微电信号X为传感器检测的距离当工作台载重增加时，X数值变小 ,Y 数值变小。本专利技术所述微电信号和PID算法之间的公式为：R(t)=cY2+dy+e其中c d e 数值来源于大量的实验结果R(t)为 输送到PID控制算法中的数值 Y 为输入到PLC 的微电信号；当工作台载重不断增加时（每次增加500kg重量），得到的油膜厚度数值，然后通过手动调节输出量给伺服比例阀，让工作台油膜厚度一直保持在0.1mm，通过这样的方式得到微电信号和PID 给定值之间的曲线，然后转化成数学公式得到相应的常量 c d e ；当工作台添加工件重量变大时，油膜厚度变小，距离传感器给出的信号变小，输入到PLC 的信号变小，从而根据上述数学公式进行转换，使得到的数值变大，便于PID控制算法的数值变大，有效控制油膜厚度，反之亦然；所述PID控制算法公式是由比例调节微分方程、积分方程和微分调节方程构成 ，其中， (1)比例调节器的微分方程为：y=KPe(t)y为调节器输出；Kp为比例系数； e(t)为调节器输入偏差(2)积分方程为：其中：TI是积分时间常数，它表示积分速度的大小，以达到调节器的输出与输入偏差的积分成比例的作用；(3) 微分调节器的微分方程为：为了达到优化控制变量，形成PID调节器，优化后的PID方程为：在此公式的基础上编写程序， 用于最终输出值，并送到伺服比例阀 ，控制油膜厚度。本专利技术由于采用上述方法，具有自动化程度高、实时控制油膜厚度、提高转台承重和加工精度等优点。附图说明图1是本专利技术的控制流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明：一种数控立车转台油膜厚度控制方法，包括数控系统PLC和液压伺服比例阀，其特征在于还包括检测传感器和微处理器，油膜厚度的控制方法的具体步骤为：一，通过实践证明，工作台负载与导轨油膜厚度存在一定的非线性关系，当工件载重增大时，导轨油膜厚度将随之减小，从而使加工精度降低，反之，当工件载重降低时，导轨油膜厚度将随之增大，从而使加工精度提高，因此，通过测量工作台和导轨油膜厚度和控制油膜厚度即可实现对工作台承载能力直接控制和车削精度的间接控制；二、从理论上建立工作台负载与数控系统之间的数学模型，在工作台和导轨之间设有光电检测传感器，通过光电检测传感器检测工作台和导轨之间的距离，并将检测的距离转化成微处理器的微小电信号，在检测时，所述光电检测传感器的有效测量在 0.01mm---1.00mm范围之内，有效检测输出电气信号在 0-10V的模拟电压的范围内，使工作台负载与导轨油膜厚度保持线性关系，再利用微处理器处理干扰信号和实时变速信号，并将微电信号数值上传至数控系统的PLC中，数控系统的PLC按照每次0.1秒的时间采集，以便于后续的数值转换，在数控系统的PLC读取微电信号数值后，通过编写PLC程序对数值进行信号数值滤波的数据分析，以使进入控制算法中的给定值不发生突变，并以一定惯性的缓变量进行延迟，分析完数据后，再通过编写数控系统的PLC程序建立数学公式，所述数学公式包括光电检测传感器和微电信号之间的公式, 微电信号和PID算法之间的公式以及PID控制算法公式，所述光电检测传感器和微电信号之间的公式为：Y=aX+b其中a和b 经过了传感器本身参数量Y为输送到PLC 的微电信号X为传感器检测的距离当工作台载重增加时，X数值变小 ,Y 数值变小。本专利技术所述微电信号和PID算法之间的公式为：R(t)=cY2+dy+e其中c d e 数值来源于大量的实验结果R(t)为输送到PID控制算法中的数值 Y 为输入到PLC 的微电信号；当工作台载重不断增加时，即每次增加500kg重量，得到的油膜厚度数值，然后通过手动调节输出量给伺服比例阀，让工作台油膜厚度一直保持在0.1mm，通过这样的方式得到微电信号和PID 给定值之间的曲线，然后转化成数学公式得到相应的常量 c d e ；当工作台添加工件重量大于500kg时，油膜厚度变小，距离传感器给出的信号变小，输入到PLC 的信号变小，从而根据上述数学公式进行转换，使得到的数值变大，便于PID控制算法的数值变大，有效控制油膜厚度，反之亦然；所述PID控制算法公式是由比例调节微分方程、积分方程和微分调节方程构成 ，其中， (1)比例调节器的微分方程为：y=KPe(t)y为调节器输出；Kp为比例系数； e(t)为调节器输入偏差(2)积分方程为：其中：TI是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控立车转台油膜厚度控制方法，包括数控系统PLC和液压伺服比例阀，其特征在于还包括检测传感器和微处理器，油膜厚度的控制方法的具体步骤为：一，通过实践证明，工作台负载与导轨油膜厚度存在一定的非线性关系，当工件载重增大时，导轨油膜厚度将随之减小，从而使加工精度降低，反之，当工件载重降低时，导轨油膜厚度将随之增大，从而使加工精度提高，因此，通过测量工作台和导轨油膜厚度和控制油膜厚度即可实现对工作台承载能力直接控制和车削精度的间接控制；二、从理论上建立工作台负载与数控系统之间的数学模型，在工作台和导轨之间设有光电检测传感器，通过光电检测传感器检测工作台和导轨之间的距离，并将检测的距离转化成微处理器的微小电信号，在检测过程中，光电传感器在一定测量范围内，使工作台负载与导轨油膜厚度保持线性关系，再利用微处理器处理干扰信号和实时变速信号，并将微电信号数值上传至数控系统的PLC中，在数控系统的PLC读取微电信号数值后，通过编写PLC程序对数值进行信号数值滤波的数据分析，分析完数据后，再通过编写数控系统的PLC程序建立数学公式，然后输出结果量送到液压伺服比例阀，通过控制系统中嵌入的PID控制算法计算出要输出的变量，数控系统指令液压伺服比例阀改变控制油量，并将油量输入给分油器和毛细油管供油系统，通过毛细油管供油系统输出到旋转工作台，此时，光电检测传感器再次反馈油膜厚度至微处理器,并将油膜厚度转换成微小电信号输入到数控系统中的PID控制算法中，达到自适应调节油膜厚度，最终完成油膜控制。...

【技术特征摘要】
1.一种数控立车转台油膜厚度控制方法，包括数控系统PLC和液压伺服比例阀，其特征在于还包括检测传感器和微处理器，油膜厚度的控制方法的具体步骤为：一，通过实践证明，工作台负载与导轨油膜厚度存在一定的非线性关系，当工件载重增大时，导轨油膜厚度将随之减小，从而使加工精度降低，反之，当工件载重降低时，导轨油膜厚度将随之增大，从而使加工精度提高，因此，通过测量工作台和导轨油膜厚度和控制油膜厚度即可实现对工作台承载能力直接控制和车削精度的间接控制；二、从理论上建立工作台负载与数控系统之间的数学模型，在工作台和导轨之间设有光电检测传感器，通过光电检测传感器检测工作台和导轨之间的距离，并将检测的距离转化成微处理器的微小电信号，在检测过程中，光电传感器在一定测量范围内，使工作台负载与导轨油膜厚度保持线性关系，再利用微处理器处理干扰信号和实时变速信号，并将微电信号数值上传至数控系统的PLC中，在数控系统的PLC读取微电信号数值后，通过编写PLC程序对数值进行信号数值滤波的数据分析，分析完数据后，再通过编写数控系统的PLC程序建立数学公式，然后输出结果量送到液压伺服比例阀，通过控制系统中嵌入的PID控制算法计算出要输出的变量，数控系统指令液压伺服比例阀改变控制油量，并将油量输入给分油器和毛细油管供油系统，通过毛细油管供油系统输出到旋转工作台，此时，光电检测传感器再次反馈油膜厚度至微处理器,并将油膜厚度转换成微小电信号输入到数控系统中的PID控制算法中，达到自适应调节油膜厚度，最终完成油膜控制。2.根据权利要求1所述的一种数控立车转台油膜厚度控制方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建军，
申请(专利权)人：威海华东数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37