小编给大家整理下数控机床多轴同步控制方法的内容,如下:

  一、机床多轴同步控制方案的比较

  1. 普通机床的同步控制

  对于普通机床的双轴电动机同步控制一般有以下解决方案。

  ① 由一套直流调速装置驱动两台直流电动机,两台电动机的电枢串联,励磁线圈并联。为了保持速度同步,两电动机轴必须保持刚性连接。两台电动机中只有一台电动机提供速度反馈信号。

  ② 由两套交流变频调速系统分别控制作为主从轴的两台交流变频或伺服电动机,两台电动机各自提供自己的速度反馈信号。为了保持速度同步,两电动机轴也须保持刚性连接2。

  这两种控制系统都属于位置环开环系统,只能依靠轴的刚性连接保持电动机转速或位置的同步,且结构简单、可靠性较高。这两种控制系统对电动机所连接的运动部件的实际位置不做检测,对于丝杠螺距、联轴节间隙、丝杠扭转、丝杠轴向变形等因素所产生的误差无法补偿,控制精度较差,因此不能应用于数控机床。
数控机床多轴同步控制方法图

  2. 数控机床的同步控制

  数控机床不同于普通机床的地方,在于数控系统具有很强的控制功能,能够实现对位置、转矩等不同参的控制。由于位置检测装置的引入,从而组成了位置速度双闭环系统,实现了位置同步控制。数控机床的同步控制方法可以概括为:将同步电动机的给定位置参考量与两电动机位置反馈差值的调整量做比较后,作为被同步电动机的位置参考量,从而完成位置同步控制。

  当前数控系统处理器大多采用68020、68040等32位处理器,现正向64位处理器过渡。正是由于CNC系统具有越来越强的计算能力,所以机床的同步控制将具有更佳的性能。当前国内大多数数控系统中都具有伺服轴同步功能。同步轴的测量机构,既可以是以光电编码器为测量机构的半闭环系统、也可以是以光栅尺为测量机构的全闭环系统。

  在轴同步功能中由于控制对象和参量不同又存在位置同步、转速同步、转矩同步等不同类型,它们适用于不同的场合。在不同的系统中,同步控制方法虽有所不同,但控制机理是一致的,因此应根据数控系统和机床的特点选择合适的方案。

  二、调试方法与注意事项

  在同步控制中此参数对调整同步特性非常重要,而且使用方便。通过调整同步阈值,可使机床运行达到理想的性能。但在设置此参数时,必须根据机床的机械刚性等要求时进行估算。若阈值太高,有可能会对机床精度造成损害;若阈值太低,则机床在正常运行时就有可能超出同步误差阈值而造成停车,影响机床的正常使用。

  双轴同步控制部分的调试步骤如下:在数控系统接入之前,必须先调节好伺服系统,即由速度环和电流环组成内环,使内环达到理想性能。方法是:将伺服系统与电动机连接,通过短线等方法接入使能信号,使系统驱动电动机的条件满足;进给使能后,用电池接入给定信号;加给定信号,观察电动机转向,调整跳线,使电动机转向正确;逐渐增加给定电压,调整伺服参数,使电动机达到理想性能。这一部分可在调试电气控制柜时完成。
数控机床多轴同步控制方法图

  接入数控系统后,连接好位置环,系统构成位置、速度双闭环系统。这时系统位置反馈极性尚未确定,只能通过实验来确认。在进行这一步时,应考虑同步电动机转向的匹配问题,这是同步控制中必须重视的问题。在单轴电动机反馈方向确定后,还要考虑接入给定信号后电动机的转向与期望值相同,这需要综合考虑数控系统中的给定信号极性、反馈极性、电动机转动方向、伺服系统中的电动机转动方向设定以及滚珠丝杠转动方向等因素。如在调试时忽略这些因素,就有可能对机床造成毁灭性的破坏。

  至于,双轴同步设定初步完成,接着将编写好的自动控制程序传入数控系统中进行综合调试,仔细调整同步参数,以获得理想的性能。

  在调试过程中应注意以下几方面:

  ① 确保液压、润滑系统工作正常,这是机床运动前的必须条件。

  ② 移动轴时,以低速为佳。此时同步特性尚未达到最佳,需对伺服系统加速、减速、定位带宽、放大系数等进行细调,直到系统稳定工作,并能够达到理想的定位精度和重复定位精度。

  ③ 在调试双轴同步时,一定要安排好调试计划,尽量避免盲目开车,以免造成事故。例如,我们在调试伺服系统时,机械人员将横梁从X轴一侧移到另一侧,而此时电气调试人员在数控系统没有接入的情况下,通过电池给伺服系统加给定信号移动X轴。由于X轴移动时没有加位置检测,在移动过程中,横梁发生倾斜,造成一轴模块过载,电动机停车;而另一轴电动机继续旋转造成X轴导轨精度发生变化,由于发现及时,后经机械人员调整恢复了精度。

  上述就是小编给大家整理出数控机床多轴同步控制方法的内容,希望给大家一些帮助。