一种适用于滚珠丝杠传动类型机床的动力学前馈控制方法及系统技术方案

技术编号:42686650 阅读:29 留言:0更新日期:2024-09-10 12:34
本发明专利技术属于数控技术相关技术领域,并公开了一种适用于滚珠丝杠传动类型机床的动力学前馈控制方法及系统。该方法包括下列步骤:S1获取滚珠丝杠传动类型机床各进给轴的参数和机床启动后数控系统的位置指令信号,利用所述位置指令信号计算指令速度和加速度信号;S2利用所述指令速度和加速度信号,通过构建的前馈量计算模型及获取的机床参数计算机床运行过程的速度前馈量和电流前馈量;S3将所述速度前馈量和电流前馈量经时间偏移处理后实时下发至机床伺服控制系统的速度控制单元和电流控制单元,以此实现机床的动力学前馈控制。通过本发明专利技术,可降低滚珠丝杠传动类型机床进给系统运行过程的位置跟随误差,达到了微米级跟踪精度控制水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数控技术相关,更具体地,涉及一种适用于滚珠丝杠传动类型机床的动力学前馈控制方法及系统


技术介绍

1、目前,在数控机床领域,前馈控制方法已被广泛应用。前馈控制是一种基于对系统模型的预测来补偿系统误差的控制策略,通过在驱动控制环节中施加前馈控制,可以在系统出现误差前主动对其进行补偿,降低机床进给运动的位置跟随误差,从而提高机床的动态性能,提高加工精度、加工效率和稳定性。

2、当前滚珠丝杠传动类型的机床应用最为广泛,针对此类型的机床,常用的前馈控制方法为基于指令的速度前馈、加速度前馈方法:通过在速度环施加速度前馈,可有效降低机床稳速段运行的位置跟随误差;通过在电流环施加惯性力前馈,可改善机床变速段运行的位置跟随误差。

3、但上述的传统前馈方法简单,仅考虑了速度分量与惯性力分量,未考虑滚珠丝杠传动系统柔性环节(联轴器、丝杠螺母副等部件)的刚度、阻尼动力学特性;未考虑伺服驱动器各控制环节的时序特点;未考虑反馈回路滤波环节对前馈效果的影响,因此对位置跟随误差的降低效果有限。

4、在高端制造领域,进给系统达到微米级的跟本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于滚珠丝杠传动类型机床的动力学前馈控制方法,其特征在于,该方法包括下列步骤:

2.如权利要求1所述的一种适用于滚珠丝杠传动类型机床的动力学前馈控制方法,其特征在于,在步骤S1中,所述机床各进给轴的参数包括数控系统的插补周期、丝杆导程、电机和负载的总转动惯量、轴向综合刚度系数、轴向综合阻尼系数、速度前馈计算分辨率、速度环增益、速度环积分时间常数、电机额定电流和电机转矩常数。

3.如权利要求1或2所述的一种适用于滚珠丝杠传动类型机床的动力学前馈控制方法,其特征在于,在步骤S1中,所述指令速度的计算按照下列关系式进行:

4.如权利要求3所述的一种...

【技术特征摘要】

1.一种适用于滚珠丝杠传动类型机床的动力学前馈控制方法,其特征在于,该方法包括下列步骤:

2.如权利要求1所述的一种适用于滚珠丝杠传动类型机床的动力学前馈控制方法,其特征在于,在步骤s1中,所述机床各进给轴的参数包括数控系统的插补周期、丝杆导程、电机和负载的总转动惯量、轴向综合刚度系数、轴向综合阻尼系数、速度前馈计算分辨率、速度环增益、速度环积分时间常数、电机额定电流和电机转矩常数。

3.如权利要求1或2所述的一种适用于滚珠丝杠传动类型机床的动力学前馈控制方法,其特征在于,在步骤s1中,所述指令速度的计算按照下列关系式进行:

4.如权利要求3所述的一种适用于滚珠丝杠传动类型机床的动力学前馈控制方法,其特征在于,在步骤s1中,所述指令加速度按照下列关系式进行:

5.如权利要求1或2所述的一种适用于滚珠丝...

【专利技术属性】
技术研发人员:尤哲涵许光达杨建中周会成黄德海李敏
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:

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