数控冲床x轴高速伺服运动加减速控制算法研究.pdfVIP

2011年 2月 机床与液压 Feb．2011 第39卷 第3期 MACHINE TOOL HYDRAULICS Vo1．39No．3 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．03．036 数控冲床 轴高速伺服运动加减速控制算法研究 谭殷韬 (广东工业大学 自动化学院，广东广州510006) 摘要：研究数控冲床 轴在高速运动中的运动情况，建立 轴运动系统动力学模型，并针对数控冲床在高速运转过程 中出现的问题 ，提出满足数控冲床性能要求的加减速运动控制算法。 关键词 ：数控冲床；进给伺服系统；运动控制 中图分类号：TG385．t 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2011)3—121—2 ResearchonAcceleration／DecelerationControlM ethodsfor x--axisHigh-·speedServoMotionofNC PunchingM achine TANOitao (AutomationCollege，GuangdongUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510006，China) Abstract：Themotioninstanceswhenthe 一axisofCNCpunchingmachinesranatahigh—speedwereinvestigated．Thedynamic modelofthe —axismotionsystem wasbuilt．TosolvetheproblemsoccurredwhileCNC punchingmachineran，theacceleration／de— celerationcontrolalgorithm satisfyingthemotioncontrolperformanceofCNC punchingmachineswasintroduced． Keywords：CNCpunchingmachine；Feedservosystem ；Motioncontrol 数控冲床进给部件 轴在启动和停止阶段会分别 如图1所示。 出现加速和减速的过渡过程。为了保证伺服系统运动 2 位置伺服系统的数学模型 平稳性 ，避免冲击和振荡，做到启动时不失步、停止 设 。为位置环 比例增益 ， 为 D／A转换的比 时不超程，必须对过渡过程进行专门而有效的加减速 例常数 ， 为位置检测的比例常数。系统位置环采 控制 ，使加减速过程按照所采用的控制算法进行。另 用滑模变结构控制 ，因变结构调节器的设计对被控系 外，在高的加速度下，惯性力会发生突变 ，其结果将 统模型精度要求不是很高，可将速度闭环系统等价为 直接影响到冲床的结构、刚度 、加工精度和寿命。尤 一 惯性环节K ／(Tvs+1)，其 中K 为调节单元的放 其是加工过程中的惯性力突变 ，会对冲头和工件产生 大倍数，71v为惯性时间常数 ，则系统可 以表示为如 破坏性的影响，对冲床的个别运动部件也会有破坏作 图2所示的数学模型…。 用。必须对 轴进给系统运动轨迹进行控制，使 轴 能为加工板材提供精确的位置定位。因此，加减速控 制算法的合理设计及后置处理对于确保系统各项综合 性能 ，具有重要意义。 图2 位置伺服的简化数学模型 1 s形 曲线加减速控制算法 伺服电机等效于一个积分环节，则系统闭环传递 函数为：