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高速数控机床实时控制伺服系统和直线电机驱动

  • 发布日期:2017-12-20     信息来源:本站      浏览次数:512
    •     高速数控机床不但要求机床有极高的主轴速度,而且要求有很高的进给速度和加速度,进给速度一般大于30m/min,加速度达到1~2g,在滚珠丝杠驱动方式下其极限值约为60m/min和1g,而使用直线电机后可达到160m/min以上和2.5g以上,定位精度可高达0.5~0.05μm。采用快速、精密、高灵敏度和耐用的直线电机,避免了滚珠丝杠(齿轮,齿条)传动中的反向间隙、惯性、摩擦力和刚度不足等缺点,实现了无接触直接驱动,可获得一致公认的高精度、高速度位移运动(在高速位移中极高的定位精度和重复定位精度),并获得极好的稳定性。但要达到这些要求必须有高性能和高灵敏度的伺服驱动系统。

          目前全数字交流驱动系统作为产品已得到较普遍应用,它为伺服控制的高灵敏度及变结构控制打下了基础。用专用CPU进行电流环、速度环、位置环的全闭环控制,采用前馈控制,利用伺服跟踪预测进行前向补偿以减少跟踪误差,加快响应速度,增加非线性补偿控制功能,补偿驱动机械静摩擦和粘性阻力产生的误差;利用鲁棒控制理论进行自校正控制,克服转矩惯性及负载变化引起的误差;为了达到高速机床响应速度快、抗干扰能力强及定位精度高等优良性能,目前多采用一种变结构的伺服控制方式,这种控制方式能够在系统瞬态变化过程中改变系统结构,而这种变化是由系统当前的状态所决定的。这种系统具有对系统参数及外扰变化的不敏感性,并能够改善系统的动态特性,使系统快速、准确地定位或跟踪给定曲线。

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