交叉耦合控制在輪廓誤差之改善ImprovementContourErrorsUsing.pdfVIP

中國機械工程學會第二十一屆全國學術研討會論文集 中華民國九十三年十一月二十六日、二十七日 國立中山大學 高雄．台灣 交叉耦合控制在輪廓誤差之改善 Improvement Contour Errors Using Cross-coupled Control 陳慶盈 李文昊 程啟正 國立中山大學機械與機電工程學系 摘要 1.前言 人們對品質要求不斷的提升，使得工具機須同時 工具機之技術水準已被視為國家生產力和工業 兼顧高速加工方式與高精密度的加工品質。運動控制 實力的重要指標，由於CNC 工具機具有快速且精確 的精度取決於三個因素：命令路徑的精確度、伺服控 的製造能力，近幾年來一直受到工業界的重視。工具 制架構及機械結構。其中機械結構的部分已臻成熟， 機技術發展一直隨著生產型態而精進，產品生命週期 因此為使CNC 的加工架構精度與速度獲得提昇，控 的縮短及產業需求的快速改變，使得高速高精度 制系統的設計必須包含良好的運動控制器與正確的 CNC 工具機的開發已成為各工具機廠努力的方向。 命令插值。 本文主要整合了NURBS 插值器及交叉耦合控制 NURBS (non-uniform rational B-spline)插值器可 器，使得工具機運動控制由控制器設計，擴展到命令 精確、簡單的表示可解析曲線與自由型曲線，而交叉 軌跡的產生，成為一套完整的控制系統，提昇 CNC 耦合控制器可有效的調節各軸動態響應的快慢，減少 工具機的精確度，並在伺服馬達機台上做實驗驗證。 軌跡的輪廓誤差，期望結合兩者特點，發展出一套足 夠讓工具機可由命令軌跡到控制器的設計，使得任意 2.控制器設計 軌跡路徑的輪廓誤差有所改善的控制系統。 2.1 單軸的伺服控制[1] 關鍵詞：工具機、NURBS 、交叉耦合控制 伺服控制迴路可如圖 1 所示。其主要迴路由內而 Abstract 外分別為速度迴路及外層的位置迴路。 Owing to request for higher quality, the machine 外界干擾 ω tool must achieve the high speed and high precision. ω m θ r K + K