用于机床的位置控制装置制造方法及图纸

用于机床的位置控装置，例如ＳＭＤ安装器，其具有在尽可能短的时间内将头架移到可期望的位置的能力，这一功能是借助于按寻优计算算法对头架的位置以及用于引导头架寻向元件的摩擦及头架的运动摩擦进行估算而实现的。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Position control device for machine tools

For a machine tool position control device, such as the SMD installer, which is in the shortest possible time frame will move to the desired position ability, this function is based on the direction finding friction friction and head element is estimated and realized by optimization algorithm for the headstock and used to guide the head of the.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于机床的位置控制装置，例如是一种表面安装器件(SMD)安装器；更具体地是涉及一种改进的用于机床的位置控制装置，它可以根据寻优计算算法、估算头架移动的位置和为导引和移动头架的导引机构的摩擦力使头架在尽可能短的时间的到达所需的位置。附图说明图1中所示为用于SMD安装器的X-Y工作台结构。如图中所示，在该X-Y工作台中包括；第一驱动电极103，用于通过旋转其上安装有头架机构101的第二滚珠丝杠105-2来使头架机构101进行水平移动；借助于旋转第二滚珠丝杠105-1来使头架机构101作垂直移动的第二驱动电机102；用于驱动第一与第二驱动电机103、102的驱动器107；用于检测第一、第二驱动电机103、102的转动的转动检测器104；用于检测头架机构101的移动的位置检测器108；以及用于接收从位置检测器108输出的信号并向驱动器107输出控制信号(CS)以控制对第一与第二驱动电机103、102的驱动的位置控制器109。现将用于机床的位置控制装置的运行详述如下当将一器件往线路板(未示出)上安装时，位置控制器109将控制信号输出至驱动器107，后者根据控制信号(CS)向第一、第二驱动电机103、102输出受控的电流与电压。转动与第一和第二驱动电机103、102的转动相配的滚珠丝杠105-2、105-1结果使头架101移动至器件供应处所在位置以便头架接纳该器件。随后当来自位置控制器109的控制信号(CS)被输出后，上述运行过程重复以使头架机构101移至器件将被安装的线路板上方的位置。当头架机构101移动时，第一与第二驱动电机103、102的转动被转动检测器104所检测，而位置检测器108对来自转动检测器104的输出脉冲信号进行计数以检测出头架101的位置。位置控制器109判断头架101的移动速度以控制驱动器107并将头架机构101移向所要求的位置。图2中的图表显示出头架101的垂直与水平移动距离相对于时间的关系头架机构101从1024μm位置处起始沿一轴线分别运动至200,000μm、150,000μm与150,010μm的位置处然后返回到1024μm的位置上。在位置控制机构运行中最重要的因素是要使头架机构101在尽可能的时间内运行至所期望的位置。因此，即使增加驱动电机的速度，但由于头架通过期望的位置过量而产生位置误差且因为还必须再控制该位置误差，而使头架机构不能在所期望的短时间内无误差地移动到预定位置。另外，在滚珠丝杠105-2与头架机构101的接触部存在有摩擦。摩擦力的工作特性随摩擦表面的状态、载荷的变化及润滑剂明显地改变。制动系统中摩擦力是基本的品质，但在伺服控制系统中却不必要，具体地说，在要求高精度的机床中它是最不利的因素之一。例如，除非考虑在伺服控制系统中的两个客体之间由相对速度的非线性函数表现的摩擦力，否则在客体运动和停止时就会产生稳态误差和滞附及滑动现象。故本专利技术的主要目的是采用一种寻优的计算算法在产生模糊(fuxxy)调节后执行比例导数控制来实现最优的控制。本专利技术的另一个目的是按寻优计算法估算摩擦力的动力学参数以补偿摩擦力，从而增强位移控制的效果。为达到上述目的，提供了一种用于机床的改进的位置控制机构，它包括接收来自系统的输出信号及按照寻优计算算法输出模糊补偿信号的前置机构模糊补偿器；用于接收模糊补偿输出信号和来自系统的输出信号并执行比例导数控制的比例导数控制器；用于接收来自系统以操作与摩擦力相应的参数的输出信号并按寻优计算算法得到的参数估算系统的摩擦力并对其进行补偿的摩擦补偿器；以及将从摩擦补偿器输出的期望力矩值乘以预定的系数以得到控制信号并将该信号送往系统的执行器。摩擦补偿器包括用于接收来自系统的输出信号和估算摩擦参数的参数估算机构；用于比较按估算参数所定的摩擦力计算而得的系统输出和系统实际输出并按寻优计算算法输出用以减少根据比较结果所得的误差的信号的摩擦控制器。本专利技术将通过下面的详述和仅作描述之用的附图而变得更能够充分被理解，而它们并不作为对本专利技术的限定，其中图1是现有技术的在SMD安装器上所用的X-Y工作台的构造；图2是显示图1中的头架的垂直或水平的线性运动距离与时间之间关系的图表；图3是本专利技术的位置控制器的第一实例的结构简图；图4是图3中的模糊调节的适配函数M图形；图5是图3中的前置机构模糊补偿器的计算调节图表；图6是本专利技术的位置控制机构的第二实施例的结构简图；图7是查看图3的前置机构补偿器的调节的寻优程序与寻优策略的流程图；图8是设定图3的前置机构补偿器的调节的普通计算法的流程图。本专利技术现将参照附图加以详细描述图3是按本专利技术第一个实例的位置控制装置的概略示意图，其中指出的系统240指示除图1中的位置控制器109以外的其余部分，故输出信号yp(K)表示位置探测器108的输出。正如在该图中所示，本专利技术的位置控制装置包括前置机构模糊补偿器210，它用于在从输入信号ym(k)得到误差(e)和误差变化率Δe(k)与从系统240得到输出信号yp(K)之后按照寻优计算算法来输出模糊补偿信号Ym′(K)；一比例导数控制器220它在得到从前置机构补偿器210的输信号ym′(K)；中得到的误差e′(K)与从系统240得到的输出信号yp(K)之后，执行比例导数控制并输出所需的转矩值v(K)；一执行器230它把所合意的转矩值v(K)乘以预定系数得到控制信号Du(K)并将其输出至系统240。前置单元模糊补偿器210包括一第一减法器211；它用来获得输入信号ym(K)与来自系统240的输出信号yp(K)之间的误差值e(K)，一模糊控制器212，它在确定误差e(K)的变化率Δe(K)之后按寻优计算算法进行模糊控制并输出补偿信号μ(K)；一延时器214，用于延迟模糊控制器212的补偿值μ(K)；一第一加法器215用来将自模糊控制器212的补偿值μ(K)加到被延时器214延时的补偿值μ(K-1)上；一第二加法器213，用来将自第一加法器215的输出与输入信号ym(K)加到一起输出补偿信号ym′(K)至比例导数控制器220。比例导数控制器220包括一第二减法器221，用于获得来自系统240的输出信号yp(K)与来自前置单元补偿器210的补偿信号ym′(K)之间的误差值e′(K)；一放大器224，用于把补偿信号ym′(K)乘于一增益(K1)；一比例微分器222，用于通过执行比例导数控制得到来自误差e′(K)的误差变化率Δe′(K)与控制信号C；以及一第三加法器223，它用于把来自放大器224的输出Klym′(K)加到控制信号C上以得到用于位置控制的所需的转矩值v(K)。现将本专利技术的位置控制装置的操作详述如下从系统240发出一个输出信号yp(K)，该信号对应于第一与第二驱动电机103、102的驱动信号。上述信号被回馈并输入前置单元补偿器210中的第一减法器211与在比例导数控制器220中的第二减法器。从前置单元模糊补偿器210中的计算器211获得的是在输入信号ym(K)与来自系统的输出信号yp(K)之间与希望值相应的指令信号的误差(ym-yp)。模糊控制器212获得在误差e(K)与前一个取样周期所获误差e(K-1)间的变化率Δe(K)＝(e(K)-e(K-1))，从而通过用下述模糊控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机床的位置控制装置，包括 前置机构模糊补偿器，它在从机床定位系统发出的位置反馈输出信号中获得误差及误差变率后按寻优计算算法输出模糊补偿信号； 比例导数控制器，在获得从前置机构模糊补偿器的输出信号的误差与系统的输出信号后执行比例导数控制并输出一转矩值； 一个执行器，用于使转矩乘以预定的系数，以获得一控制信号，并将该控制信号输入该系统。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金钟焕，全廷悦，
申请(专利权)人：LG产电株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]