CN114830525A - 机床的双驱动控制系统以及其的控制方法 - Google Patents

机床的双驱动控制系统以及其的控制方法 Download PDF

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Abstract

根据本发明的机床的双驱动控制系统,包括数控部;主操作部;PLC,通过与所述数控部或所述主操作部的通信来执行控制指令;伺服驱动器,具备陷波滤波器部,并执行所述PLC的控制指令;伺服电机部,根据所述伺服驱动器的控制而驱动;以及电力转换部,与所述伺服电机部和所述伺服驱动器电连接,用于向所述伺服电机部施加电流,其中,所述伺服驱动器根据所述陷波滤波器部实时计算的陷波滤波器系数的变化调整被传递到所述电力转换部的电流的施加状态,从而,执行因所述伺服电机部的运转而引起的共振抑制。

Description

机床的双驱动控制系统以及其的控制方法
技术领域
本发明涉及一种机床的双驱动控制系统以及其的控制方法,更详细而言,涉及一种通过陷波滤波器控制部实时计算陷波滤波器部的陷波滤波器系数,并根据计算出的陷波滤波器系数实时调整施加到电力转换部的电流的施加状态,从而,通过双驱动控制来控制用一台电力转换部和一台伺服驱动器并列运转两台伺服电机时产生的共振抑制,由此,可以提高机床的稳定性和可靠性,提高工作人员的便宜性,节约制造费用和维护费用,并谋求小型化的机床的机床的双驱动控制系统以及其的控制方法。
背景技术
一般,机床是指通过各种切削加工方法或非切削加工方法利用适当的工具将金属/非金属的工件加工成所需的形状及尺寸为目的而使用的机械。
诸如车削中心、垂直/水平加工中心、门式加工中心、开关匝、放电加工机、水平式NC钻孔机、CNC车床等各种机床在多种产业现场根据相应作业的用途被广为使用。
一般,目前使用的多种机床具备适用数控(numerical control,NC)或CNC(computerized numerical control)技术的控制台。这种控制台具备多种功能开关或按钮和监视器。
另外,机床,具备:移送台,用于放置工件即材料,并移送用于加工的工件;托盘,加工前准备工件;主轴,与工具或工件相结合而转动;尾座,在加工过程中支撑工件等;防震装置等。
一般,在机床中,移送台、工具台、主轴、尾座、防震装置等具备随着移送轴移送的移送单元以执行多种加工。
另外,一般,为了执行各种加工,机床使用多个工具,并且,使用容纳保管多个工具的工具保管场所形态的工具库或转塔。
一般,为了提高机床的生产性,机床具备自动工具交换装置(ATC,Automatic To),所述自动工具交换装置通过数控部的指令,将特定的工具从工具库中提取或重新容纳。
另外,一般,为了最小化非加工时间,机床具备自动托盘交换装置(APC,AutomaticPalette Changer)。自动托盘交换装置(APC)在工件加工领域和工件设置领域之间自动交换托盘。在托盘可以装载工件。
通常,机床为了驱动自动工具交换装置(ATC)、自动托盘交换装置(APC)、尾座或者防震装置等,使用伺服电机。
如上所述,将通过控制伺服电机(SERVO MOTOR),来最终控制自动工具交换装置(ATC)或者自动托盘交换装置(APC)、尾座或者防震装置的装置称为伺服控制装置。
尤其,如大型自动托盘交换装置(APC),体积大或者需要大力时,由于生产性以及经济上的原因和仅靠一台伺服电机无法获得充分的转矩的技术上的原因,将两台伺服电机并列运转来驱动一个轴,将其称为双驱动控制(Tandem control)。
然而,如图1所示,现有使用两台伺服电机时,现有伺服控制装置在各个一台伺服电机上结合有一台逆变器和一台伺服驱动器。即,以在第一伺服电机30上连接有第一逆变器20和第一伺服驱动器10,在第二伺服电机31上连接有第二逆变器21和第二伺服驱动器11的多逆变器多伺服电机(Multi inverter multi servo motor)方式运行。
然而,多逆变器多伺服电机,需要在各个伺服电机另外结合逆变器和伺服驱动器,因此,具有装置的体积变大,制造费用和维护费用增加,无法谋求机床的小型化的问题。
为了解决所述问题,如图2所示,提出了在两台伺服电机30、31将一台逆变器20和一台伺服驱动器10并列运转方式的单台逆变器多伺服电机(Single inverter multiservo motor)的方案。
然而,与存在滑动的感应电机不同,伺服电机作为永久磁铁型同步电机,不存在滑动,因此只有将两台伺服电机进行同步化以没有速度偏差才能稳定地并列运转,否则,通过共振和失步降低伺服控制装置的稳定性和可靠度,最终具有机床的稳定性和可靠度以及加工精密度降低的问题。
为了解决所述共振抑制控制问题,以往提出过三种双驱动控制系统以及其的控制方法。
第一种为利用辅助逆变器和辅助绕组的衰减控制装置以及方法,其为另外具备主逆变器和辅助逆变器,形成伺服电机和辅助绕组的结构,由于具备现有两个逆变器,导致仍旧存在制造费用增加、难以大量生产等的问题。
第二种为主动阻尼控制(active damping control)装置以及方法,其仅通过经验上的方法设定共振抑制控制,因此,无法灵活处理实际共振产生或者很多干扰或者变量,具有始终无法确保伺服控制装置的可靠性和稳定性,只有制造费用增加的问题。
第三种为利用负载振动分析仪(load oscillation analyzer)的振动降低装置以及方法,其通过经验上的方法计算共振抑制控制,需要具备能够感应磁轴电流的振动现象的传感器等,因此,制造成本增加,而且没有考虑实际共振产生或者装置运行状态带来的实时变化量就执行共振抑制控制,导致准确性和可靠性显著下降,最终具有机床的加工精密度和可靠性降低的问题。
另外,一般而言,为了抑制共振现象,有通过上述的三种双驱动控制系统以及其的控制方法,避开运转频带或利用陷波滤波器衰减共振的方法。
如图3及图4所示,一般采用陷波滤波器来抑制共振现象时,需要求对陷波滤波器的共振频率(ωO)、陷波滤波器的衰减幅度(α)及陷波滤波器的带宽(Q)的系数。
然而,一般而言,即使是同一制造商的同一型号的伺服电机,也存在陷波滤波器的系数根据制造时间和设计差异而不同,并且,即使是相同容量的伺服电机,陷波滤波器的系数根据制造商而不同的问题。
进而,由于在机床运转过程中产生的陷波滤波器的共振频率、衰减大小、带宽实时变化,因此,存在对每个机床通过双驱动控制来抑制共振的设备调谐或设备设置需要大量的时间和费用,给工作人员带来不便,并且生产性降低的问题。
因此,迫切需要开发一种利用陷波滤波器的机床的双驱动控制系统以及其的控制方法,其与伺服电机的容量或种类无关,能准确地计算实时变化的陷波滤波器系数,通过计算出的陷波滤波器系数输出共振衰减指令,并通过所输出的共振衰减指令切断在产生共振的频率上被传递到电力转换部的电流来执行共振抑制。
发明内容
技术课题
本发明是为了解决上述问题而提出的,本发明的目的在于,提供一种机床的双驱动控制系统以及其的控制方法,其通过陷波滤波器控制部实时计算陷波滤波器部的陷波滤波器系数,并根据实时计算的陷波滤波器系数由陷波滤波器部切断或施加被传递到电力转换部的电流,从而,与伺服电机的种类和容量无关,通过双驱动控制稳定地设定及运行用一台电力转换部和一台伺服驱动器并列运转两台伺服电机时产生的共振抑制,由此,可以谋求工作人员的便宜性,最终,可以通过控制自动工具交换装置或者自动托盘交换装置之类由伺服电机驱动的装置,从而,可以节约制造成本,谋求噪音减少带来的可靠度提升以及装置的小型化。
此外,本发明的其他目的在于,提供一种机床的双驱动控制系统以及其的控制方法,在陷波滤波器控制部实时计算陷波滤波器系数,利用该陷波滤波器系数通过零极点消除技术从指令部输出共振衰减指令,由陷波滤波器部施加或切断被传递至电力转换部的电流,从而,通过调整从电力转换部施加到第一伺服电机和第二伺服电机的电流,并在两台伺服电机的所有速度和位置上进行同步化的精密的双驱动控制,与伺服电机部的种类无关,可以极大提高自动工具交换装置或者自动托盘交换装置的伺服控制精度和可靠度,并可以节约维护费用。
技术方案
为了达成本发明的目的,根据本发明的机床的双驱动控制系统,其中,包括:数控部;主操作部;PLC,通过与所述数控部或所述主操作部的通信来执行控制指令;伺服驱动器,具备陷波滤波器部,并执行所述PLC的控制指令;伺服电机部,根据所述伺服驱动器的控制而驱动;以及电力转换部,与所述伺服电机部和所述伺服驱动器电连接,用于向所述伺服电机部施加电流,所述伺服驱动器,根据所述陷波滤波器部实时计算的陷波滤波器系数的变化,调整被传递到所述电力转换部的电流的施加状态,从而,执行因所述伺服电机部的运转而引起的共振抑制。
而且,根据本发明的机床的双驱动控制系统的优选其他实施例,其中,机床的双驱动控制系统的所述伺服驱动器包括:输出部,用于输出所述伺服电机部的运转速度信号和被传递至所述电力转换部的转矩信号;以及陷波滤波器控制部,实时计算所述陷波滤波器部的陷波滤波器系数,并根据计算出的陷波滤波器系数控制是否施加被传递到所述电力转换部的电流。
而且,根据本发明的机床的双驱动控制系统的优选其他实施例,其中,机床的双驱动控制系统的所述伺服电机部包括相互并联的第一伺服电机及第二伺服电机,根据所述陷波滤波器部的陷波滤波器系数的实时变化,实时调整是否施加通过所述电力转换部分别传递至所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的电流,从而,可以抑制在所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的双驱动控制过程中产生的共振。
而且,根据本发明的机床的双驱动控制系统的优选其他实施例,其中,机床的双驱动控制系统的所述陷波滤波器控制部可以包括:内存部,存储用于抑制在所述第一伺服电机和所述第二伺服电机并列运转时产生的共振的双驱动控制信息;运算部,通过存储在所述内存部中的信息计算所述陷波滤波器部的陷波滤波器系数;以及指令部,根据所述运算部的结果,通过共振衰减指令由所述陷波滤波器部切断施加到所述电力转换部的电流,从而,通过双驱动控制实时执行共振抑制。
而且,根据本发明的机床的双驱动控制系统的优选其他实施例,其中,机床的双驱动控制系统的所述内存部包括:基本数据存储部,用于存储与由相应永久磁铁的磁通链的最大值、动作点上的角速度、陷波滤波器部的直流增益、伺服电机部的定子的绕组的电感、伺服电机部的极常数、伺服电机部的定子绕组电阻、以及伺服电机部的转子惯性矩有关的信息;反馈数据存储部,用于存储将所述第一伺服电机与所述第二伺服电机并列运转时生成的所述第一伺服电机的位置和速度反馈信息、以及将所述第二伺服电机与所述第一伺服电机并列运转时生成的所述第二伺服电机的位置和速度反馈信息;以及实时数据存储部,用于存储由所述运算部计算的所述陷波滤波器部的实时陷波滤波器系数和由所述指令部输出的当前共振衰减指令。
而且,根据本发明的机床的双驱动控制系统的优选其他实施例,其中,机床的双驱动控制系统的所述运算部可以包括:阻尼系数计算部,基于存储在所述基本数据存储部中的数据,计算所述伺服电机部的阻尼系数;固有频率计算部,基于存储在所述基本数据存储部中的数据,计算所述伺服电机部的固有频率;极点计算部,基于存储在所述基本数据存储部中的数据、所述阻尼系数计算部的计算值、及所述固有频率计算部的计算值,计算所述双驱动控制系统的极点;零点计算部,基于存储在所述基本数据存储部中的数据、所述阻尼系数计算部的计算值、及所述固有频率计算部的计算值,计算所述陷波滤波器部的零点;以及系数计算部,基于存储在所述基本数据存储部中的数据、所述阻尼系数计算部的计算值、所述固有频率计算部的计算值、所述极点计算部的计算值、及所述零点计算部的零点值,计算陷波滤波器系数。
而且,根据本发明的机床的双驱动控制系统的优选其他实施例,其中,机床的双驱动控制系统的所述指令部,可以利用存储在所述基本数据存储部中的数据、所述阻尼系数计算部的计算值、所述固有频率计算部的计算值、所述极点计算部的计算值、所述零点计算部的零点值、以及所述计算部的陷波滤波器系数值,通过零极点消除技术,输出共振衰减指令。
而且,根据本发明的机床的双驱动控制系统的优选其他实施例,其中,机床的双驱动控制系统的所述输出部可以包括:速度信号输出部,根据从所述数控部接收的位置指令和从所述反馈数据存储部接收的反馈信号,输出所述伺服电机部的运转速度信号;以及转矩信号输出部,根据从所述速度信号输出部接收的速度信号和从所述反馈数据存储部接收的反馈信号,输出传递给所述电力转换部的有效转矩信号以驱动所述伺服电机部。
为了达成本发明的其他目的,根据本发明的机床的双驱动控制系统的控制方法,其中,包括:为了双驱动控制,存储对伺服电机部和陷波滤波器部的基本数据的步骤;计算所述伺服电机部的阻尼系数和固有频率的步骤;计算双驱动控制系统的极点的步骤;计算陷波滤波器部的零点的步骤;通过存储的所述基本数据、所计算的所述伺服电机部的阻尼系数和固有频率、所述双驱动控制系统的极点和所述陷波滤波器部的零点,计算所述陷波滤波器部的陷波滤波器系数的步骤;通过与数控部或主操作部的通信,在PLC执行控制指令的步骤;在伺服驱动器执行从所述PLC传递的控制指令的步骤;根据所述伺服驱动器的信号,电力转换部向具备第一伺服电机和第二伺服电机的伺服电机部施加电流的步骤;存储将所述第一伺服电机与所述第二伺服电机并列运转时产生的所述第一伺服电机的位置和速度反馈信息、以及将所述第二伺服电机与所述第一伺服电机并列运转时产生的所述第二伺服电机的位置和速度反馈信息的步骤;以及根据所计算的所述陷波滤波器系数,实时输出共振衰减指令的步骤,通过实时计算的陷波滤波器系数和共振衰减指令,由所述陷波滤波器部切断施加到所述电力转换部的电流,从而,可以通过双驱动控制实时执行共振抑制。
根据本发明的机床的共振抑制控制方法的优选其他实施例,机床的双驱动控制系统的控制方法,还可以包括:在输出所述共振衰减指令之后,存储实时计算的当前的陷波滤波器系数和实时输出的共振衰减指令的步骤。
发明效果
根据本发明的机床的双驱动控制系统以及其的控制方法,具有如下效果:其通过陷波滤波器控制部实时计算陷波滤波器部的陷波滤波器系数,并根据实时计算的陷波滤波器系数由陷波滤波器部切断或施加被传递到电力转换部的电流,从而,与伺服电机的种类和容量无关,通过双驱动控制稳定地设定及运行用一台电力转换部和一台伺服驱动器并列运转两台伺服电机时产生的共振抑制,由此,可以谋求工作人员的便宜性,最终,可以通过控制自动工具交换装置或者自动托盘交换装置之类由伺服电机驱动的装置,从而,可以节约制造成本,提高噪音减少带来的可靠度,与伺服电机的种类和容量无关可以通用,从而,可以增加双驱动控制系统和其的控制方法的互换性。
另外,根据本发明的机床的双驱动控制系统以及其的控制方法,具有如下效果:对于用一台电力部和电力转换部并列运转两台伺服电机时产生的共振,以通过实时计算的陷波滤波器系数根据共振衰减指令由陷波滤波器部施加或切断被传递至电力转换部的电流的方式执行共振抑制,从而,可以去除不必要的组成部件,谋求机床和机床的双驱动控制系统的小型化,极大提高空间利用度。
进而,根据本发明的机床的双驱动控制系统以及其的控制方法,具有如下效果:根据从反馈数据存储部实时接收的第一伺服电机的反馈信息和第二伺服电机的反馈信息、从数据存储部实时接收的陷波滤波器系数、以及当前的共振衰减指令,抑制用一台电力部和电力转换部并列运转两台伺服电机时产生的共振,并通过利用零极点消除技术的陷波滤波器部实时进行双驱动控制,来对两台伺服电机进行精确的共振抑制控制,从而,可以极大提高自动工具交换装置或者自动托盘交换装置的伺服控制装置的精密度和可靠度,并增加机床的稳定性以及加工效率。
此外,根据本发明的机床的双驱动控制系统以及其的控制方法,具有如下效果:与伺服电机的种类和容量无关,实时自动抑制控制用一台电力部和电力转换部并列运转两台伺服电机时产生的共振,从而,可以谋求工作人员的便宜性,最小化非加工时间,极大提高机床的生产性。
附图说明
图1示出以往在一台伺服电机上结合有一台逆变器和一台伺服驱动器的多逆变器多伺服电机的概念图。
图2示出以往在两台伺服电机上结合有一台逆变器和一台伺服驱动器而执行双驱动控制的单台逆变器多伺服电机的概念图。
图3及图4是用于说明现有陷波滤波器的频率特性的图表。
图5示出根据本发明的一实施例的机床的双驱动控制系统的结构的框图。
图6示出根据本发明的一实施例的机床的双驱动控制系统的伺服驱动器的陷波滤波器控制部的结构的框图。
图7是用于说明在根据本发明的机床的双驱动控制系统的指令部通过零极点消除技术输出共振衰减指令的过程的图表。
图8是根据本发明的一实施例的机床的双驱动控制系统的控制方法的顺序图。
图9至图10是用于说明利用根据发明的一实施例的机床的双驱动控制系统以及其的控制方法通过双驱动控制的共振抑制控制效果的图表。
具体实施方式
下面,参考根据本发明的实施例的机床的双驱动控制系统以及其的方法的图进行详细说明。以下介绍的实施例是为了向本领域的技术人员能充分传达本发明的思想而举例提供的。因此,本发明并不局限于以下所说明的实施例,可以具体化为其他的形态。并且,在图中,为了方便可放大表示装置的大小及厚度等。整个说明书中,相同的符号表示相同的构成要素。
本发明的优点、特征以及达成这些的技术等通过附图及后述的实施例将会明确。但是,本发明并不限定于以下的实施例,可体现为其他各种各样的形态。本实施例使本发明的公开更加完整,并且,对本发明所属领域的技术人员提供完整的发明范畴。在整个说明书中,相同的符号表示相同的构成要素。为了明确说明,图中的层及区域的尺寸及相对尺寸可放大表示。
本说明书中使用的术语是用来说明实施例的,并不限定本发明。本说明书中没有特别提及时,单数形态还包括复数形态。说明书中使用的“包括(comprise)”及/或“由~组成(comprising)”意味着所提及的构成要素、步骤、动作及/或元件并不排除一个以上的其他的构成要素、步骤、动作/及元件的存在或附加。
图5示出根据本发明的一实施例的机床的双驱动控制系统的结构的框图,图6示出根据本发明的一实施例的机床的双驱动控制系统的伺服驱动器的陷波滤波器控制部的结构的框图。图7是用于说明在根据本发明的机床的双驱动控制系统的指令部通过零极点消除技术输出共振衰减指令的过程的图表。图8是根据本发明的一实施例的机床的双驱动控制系统的控制方法的顺序图。图9至图10是用于说明利用根据发明的一实施例的机床的双驱动控制系统以及其的控制方法通过双驱动控制的共振抑制控制效果的图表。
参考图5至图7说明根据本发明的一实施例的机床的双驱动控制系统1。如图5及图6所示,根据本发明的一实施例的机床的双驱动控制系统1,包括:数控部100、主操作部200、PLC 300、伺服驱动器400、伺服电机部600、以及电力转换部500。
数控部100,包括NC(numerical control,NC)或CNC(computerized numericalcontrol),在内部存储有各种数控程序。即,在数控部100的内部存储有伺服电机的驱动程序、工具的运行程序等,随着驱动数控部,该程序被自动加载而被启动。另外,数控部100通过预定的协议与主操作部200、PLC300、伺服驱动器400进行通信。
另外,数控部100从用于驱动自动工具交换装置(ATC)或者自动托盘交换装置(APC)的伺服电机部600的第一伺服电机610或者第二伺服电机620接收反馈信息。更加具体地,数控部100从后述的陷波滤波器控制部430的内存部431的反馈数据存储部4312接收关于第一伺服电机610或第二伺服电机620的位置和速度的反馈信息。
主操作部200包括画面显示程序和基于画面显示选择的数据输入程序,通过输出画面显示程序,在显示画面上显示软件开关,识别软件开关的开启(ON)/关闭(OFF),从而执行下达机床动作的输出入指令的功能。
另外,主操作部200具备显示器,设置在机床的壳体、外壳或者一侧,可以显示多种功能开关或者按钮和各种信息,然而并不局限于此。
PLC(可编程逻辑控制器;Programmable Logic Controller)300通过预定的协议与数控部100或者主操作部200进行通信,通过所述通信,完成执行控制指令的功能。即,PLC300通过数控部100或者主操作部200的数控程序,接收控制指令,进行动作。
另外,从数控部100或者主操作部200接收控制指令并执行之后,PCL300将其输出到数控部100,通过主操作部200向伺服驱动器400传递控制指令。根据需要,PLC300也可以通过主操作部200从用户向伺服驱动器400实时传递控制指令。
伺服驱动器400执行PLC300的控制指令。即,伺服驱动器400通过PLC300的控制指令,控制后述的伺服电机部500的伺服电机的驱动,最终控制由伺服电机驱动的自动工具交换装置(ATC)或者自动托盘交换装置(APC)、尾座、防震装置之类由伺服电机驱动的机床的多种部件的驱动。伺服驱动器400通过触点或者基于预定的协议的通信,向PLC300传递控制结果。
另外,伺服驱动器400从用于驱动自动工具交换装置(ATC)或者自动托盘交换装置(APC)的伺服电机部600的第一伺服电机610或者第二伺服电机620接收反馈信息。更加具体地,数控部100从后述的第一陷波滤波器控制部430的内存部431的反馈数据存储部4312接收关于第一伺服电机610或第二伺服电机620的位置和速度的反馈信息。
伺服电机部600通过伺服驱动器400的控制而驱动。
如图5所示,根据本发明的一实施例的机床的伺服控制装置1的伺服电机部600具备第一伺服电机610和第二伺服电机620。
第一伺服电机610和第二伺服电机620与后述的电力转换部500并列连接,通过根据伺服驱动器的控制信号而施加到电力转换部500的电流,并列运转。
另外,根据陷波滤波器部的陷波滤波器系数的实时变化,实时调整是否施加通过电力转换部分别传递到第一伺服电机和第二伺服电机的电流,从而,执行在第一伺服电机和第二伺服电机的双驱动控制中产生的共振抑制。
另外,伺服电机部600根据伺服驱动器400的控制,由第一伺服电机610或者第二伺服电机620随着对应序列信息和位置信息或者程序而被驱动。
电力转换部500与伺服电机部600以及伺服驱动器400电连接。另外,电力转换部500随着伺服驱动器400的触点信号,向伺服电机部600施加电能。
如上所述,根据本发明的机床的双驱动控制系统,通过陷波滤波器控制部433实时计算陷波滤波器部的陷波滤波器系数,并根据实时计算的陷波滤波器系数由陷波滤波器部420切断或施加被传递到电力转换部500的电流,从而,执行随着伺服电机部600的每个第一伺服电机610和第二伺服电机620的并列运转而产生的共振抑制。具体地,接收到从伺服驱动器的指令部430输出的共振衰减指令和共振衰减指令信号的陷波滤波器部420在特定频率下切断施加到电力转换部500的电流,在其他频率下供应施加到电力转换部500的电流,从而,实时调整对每个第一伺服电机610和第二伺服电机620施加或切断的电流,利用陷波滤波器部通过双驱动控制执行在第一伺服电机610和第二伺服电机620并列运转时产生的共振抑制。
因此,通过陷波滤波器控制部实时计算陷波滤波器部的陷波滤波器系数,并通过实时计算的陷波滤波器系数由陷波滤波器部切断或施加传递到电力转换部的电流,从而,与伺服电机的种类或容量无关,通过双驱动控制稳定地设定及运行用一台电力转换部和一台伺服驱动器并列运转两台伺服电机时产生的共振抑制,由此,可以谋求工作人员的便宜性,最终,可以通过控制自动工具交换装置或者自动托盘交换装置之类由伺服电机驱动的装置,从而,可以节约制造成本,提高噪音减少而带来的可靠度,并且,与伺服电机的种类及容量无关可以通用,因此,可以增加双驱动驱动系统以及其的控制方法的互换性。
如图5所示,根据本发明的一实施例的机床的双驱动控制系统1的伺服驱动器400,包括:输出部410、陷波滤波器部420及陷波滤波器控制部430。
虽未图示,但根据需要,机床的双驱动控制系统的伺服驱动器400还可以包括控制器。所述控制器设置在伺服驱动器400的内部,另外在内部存储有详细的控制指令解读程序或者各种加工程序、驱动程序。另外,控制器通过预定的协议与数控部100、主操作部200、PLC300、伺服电机部600、电力转换部500进行通信。
根据需要,主操作部200可以不经过数控部100而直接通过PLC300向伺服驱动器400传递主操作部的控制指令。
如上所述,由于详细的控制指令解读程序或者另外的控制程序全部存储在后述的伺服驱动器400的控制器内部,因此,也可以不从数控部100接收伺服电机部500的驱动指令,而是可以由伺服驱动器400执行通过主操作部200和PLC300的指令,来驱动后述的伺服电机部600。
因此,可以通过伺服驱动器400的控制器执行在数控部100进行的详细的控制指令,从而与其他数控部仅编程协议功能来执行伺服驱动器功能,由此可以通过伺服驱动器驱动多种程序,可以极大提高装置的互换性,谋求用户的便利性。
输出部410输出伺服电机部600的运转速度信号、以及被传递到电力转换部500的转矩信号。
此外,如图5所示,根据本发明的优选实施例的机床的双驱动控制系统1的输出部410,包括:速度信号输出部411、以及转矩信号输出部412。
速度信号输出部411,根据从数控部100接收的位置指令和从反馈信息存储部4312接收的第一伺服电机610和第二伺服电机620的反馈信号,输出伺服电机部600的运转速度信号。
具体地,速度信号输出部411,在双驱动控制系统的初期驱动时,以第一伺服电机610和第二伺服电机620并列运转之前的状态,根据最初从数控部100接收的位置指令输出伺服电机部600的运转速度信号。然后,根据在速度信号输出部411输出的速度指令,向反馈数据存储部4312传送伺服电机部600的第一伺服电机610和第二伺服电机620并列运转时产生的第一伺服电机610的反馈信息,在初期驱动之后,根据通过所述反馈信息存储部440传递的第一伺服电机610和第二伺服电机620的反馈信号和从数控部100接收的位置指令,输出伺服电机部600的运转速度信号。
转矩信号输出部412根据从速度信号输出部411接收的速度信号和从反馈数据存储部4312接收的反馈信号输出向电力转换部500传递的有效转矩信号以驱动伺服电机部600。
具体地,转矩信号输出部412在双驱动控制系统的初期驱动时,以第一伺服电机610和第二伺服电机620并列运转之前的状态,根据最初速度信号输出部411接收的速度指令输出向电力转换部500传递的有效转矩信号以驱动伺服电机部600。然后,根据在转矩信号输出部412输出的有效转矩信号,电力转换部500驱动伺服电机部600的第一伺服电机610和第二伺服电机620而使其并列运转时产生的第一伺服电机610的反馈信息和第二伺服电机620的反馈信息被传递到反馈数据存储部4312,在初期驱动之后,根据通过所述反馈数据存储部4312传递的反馈信号和从速度信号输出部411接收的运转速度信号,输出向电力转换部500传递的有效转矩信号。
陷波滤波器部420在特定频率下切断施加到电力转换部500的电流,并且,在其他频率下对施加到电力转换部500的电流不经滤波而直接传递。
陷波滤波器控制部430实时计算陷波滤波器部的陷波滤波器系数,并根据计算出的陷波滤波器系数控制是否施加传递到电力转换部的电流。具体地,陷波滤波器控制部430计算在双驱动控制系统的初期驱动之前的伺服电机的阻尼系数和固有频率,并计算陷波滤波器部的陷波滤波器系数。此外,在双驱动控制系统的初期驱动之后,在伺服电机部600的第一伺服电机610和第二伺服电机620并列运转之后,陷波滤波器控制部430通过陷波滤波器部输出切断向电力转换部500的传递的共振衰减指令,并执行抑制在第一伺服电机610和第二伺服电机620并联运转时产生的共振的功能。
所述输出部410、陷波滤波器部420及陷波滤波器控制部430均安装在伺服驱动器400的内部,在内部可以另外存储详细的控制指令解读程序、或者各种处理程序、驱动程序。
另外,输出部410、陷波滤波器部420及陷波滤波器控制部430可以通过预定的协议与数控部100、主操作部200、PLC 300、伺服电机部600、电力变换部500进行通信。
因此,在根据本发明的机床的双驱动控制系统中,对于用一台电力部和电力转换部并列运转两台伺服电机时产生的共振,以通过实时计算的陷波滤波器系数根据共振衰减指令由陷波滤波器部施加或切断被传递至电力转换部的电流的方式执行共振抑制,从而,可以去除不必要的组成部件,谋求机床和机床的双驱动控制系统的小型化,极大提高空间利用度。
如图5及图6所示,根据本发明的一实施例的机床的双驱动控制系统1的伺服驱动器400的陷波滤波器控制部430,包括:内存部431、运算部432及指令部433。
内存部431存储用于双驱动控制的各种信息,双驱动控制用于抑制在第一伺服电机和第二伺服电机并列运转时产生的共振。
运算部432通过存储在内存部431中的信息,实时计算陷波滤波器部420的陷波滤波器系数。
指令部433根据运算部431的结果,通过共振衰减指令由陷波滤波器部切断或传递被施加到电力转换部的电流,从而,通过双驱动控制实时抑制共振。
所述内存部431、运算部432、及指令部433设置在陷波滤波器控制部430的内部,在内部可以存储有详细的控制指令解读程序、各种加工程序、驱动程序。
另外,内存部431、运算部432及指令部433可以通过预定的协议与数控部100、主操作部200、PLC 300、伺服电机部600、电力转换部500、输出部410及陷波滤波器部420进行通信。
如图5所示,根据本发明的一实施例的机床的双驱动控制系统1的伺服驱动器400的陷波滤波器控制部430的内存部431,包括:基本数据存储部4311、反馈数据存储部4312及实时数据存储部4313。
基本数据存储部4311,用于存储与由相应永久磁铁的磁通链的最大值、动作点上的角速度、陷波滤波器部的直流增益、伺服电机部的定子的绕组的电感、伺服电机部的极常数、伺服电机部的定子绕组电阻、以及伺服电机部的转子惯性矩有关的信息。
基本数据的存储可以是工作人员通过数控部100或者主操作部200来执行,也可以以程序形态存储在PLC300。
反馈数据存储部4312,用于存储将第一伺服电机610与第二伺服电机620并列运转时生成的第一伺服电机的位置和速度反馈信息、以及,将第二伺服电机与第一伺服电机并列运转时生成的第二伺服电机的位置和速度反馈信息。
如上所述,反馈数据存储部4312可与输出部410、陷波滤波器部420、电力转换部500、实时数据存储部4313、伺服电机部600、数控部100、主操作部200及PLC300电连接,通过预定的协议进行通信。
实时数据存储部4313,用于存储由运算部计算出的陷波滤波器部的实时陷波滤波器系数和由指令部输出的当前共振衰减指令。
如上所述,实时数据存储部4313可与输出部410、陷波滤波器部420、电力转换部500、反馈数据存储部4312、伺服电机部600、数控部100、主操作部200及PLC300电连接,通过预定的协议进行通信。
如图5所示,根据本发明的一实施例的机床的双驱动控制系统1的伺服驱动器400的陷波滤波器控制部430的运算部432,包括:阻尼系数计算部4321、固有频率计算部4322、极点计算部4323、零点计算部4324及系数计算部4325。
阻尼系数计算部4321,根据存储在基本数据存储部中的数据,计算伺服电机部的阻尼系数。
固有频率计算部4322,根据基本数据存储部中存储的数据,计算伺服电动机部的固有频率。
极点计算部4323,根据存储在基本数据存储部中的数据、阻尼系数计算部的阻尼系数计算值、固有频率计算部的固有频率计算值,计算双驱动控制系统的极点。
零点计算部4324,根据存储在基本数据存储部中的数据、阻尼系数计算部的阻尼系数计算值、固有频率计算的固有频率计算值,计算陷波滤波器部的零点。
系数计算部4325,根据存储在基本数据存储部中的数据、阻尼系数计算部的阻尼系数计算值、固有频率计算部的固有频率计算值、极点计算部的双驱动控制系统的极点计算值、零点计算部的陷波滤波器部的零点计算值,计算陷波滤波器系数。
指令部433,根据存储在基本数据存储部中的数据、阻尼系数计算部的阻尼系数计算值、固有频率计算部的固有频率计算值、极点计算部的双驱动控制系统的极点计算值、零点计算部的陷波滤波器部的零点计算值、以及系数计算值的陷波滤波器系数值,利用零极点消除技术输出共振衰减指令。
因此,根据本发明的机床的双驱动控制系统,根据从反馈数据存储部实时接收的第一伺服电机的反馈信息和第二伺服电机的反馈信息、从数据存储部实时接收的陷波滤波器系数、以及当前的共振衰减指令,抑制通过一台电力部及电力转换部并列运转两台伺服电机时产生的共振,通过利用零极点消除技术的陷波滤波器部进行双驱动控制来实时执行对两台伺服电机的精密的共振抑制控制,从而,可以极大提高自动工具交换装置或者自动托盘交换装置的伺服控制装置的精密度和可靠度,并增加机床的稳定性以及加工效率。
此外,根据本发明的机床的双驱动控制系统,与伺服电机的种类和容量无关,实时自动抑制控制两台伺服电机通过一台电力部和电力转换部并列运转时产生的共振,从而,可以谋求工作人员的便宜性,最小化非加工时间,极大提高机床的生产性。
参考图5至图7说明陷波滤波器控制部430的运算部432和指令部433的计算原理。即,陷波滤波器控制部430的运算部432和指令部433,根据以下原理实时计算陷波滤波器系数,并基于计算出的陷波滤波器系数输出共振衰减指令。
在正常状态下,将状态变量用X=X0+△X表示,并利用泰勒级数求线性化状态方程式,则通过数学式1计算得到。
<数学式1>
Figure BDA0003697078640000171
Figure BDA0003697078640000172
Figure BDA0003697078640000173
Figure BDA0003697078640000174
Figure BDA0003697078640000175
然而,数学式1中,为了评价稳定度,并列运转的双驱动控制系统非常复杂。
为此,为了简化数学式1,假设伺服电机的机械时间常数相比电气时间常数充分大,并整理数学式1,则由数学式2计算得到。
<数学式2>
Figure BDA0003697078640000181
因此,从数学式2求转移函数,则成为数学式3、4。
<数学式3>
Figure BDA0003697078640000182
即,极点计算部4323由数学式3计算得到。
另外,作为转移函数的特性方程式的数学式3中,并列运转的双驱动控制系统的伺服电机部的阻尼系数和固有频率由数学式5计算得到。
<数学式4>
Figure BDA0003697078640000183
即,零点计算部4324由数学式4计算得到。
<数学式5>
Figure BDA0003697078640000184
Figure BDA0003697078640000185
即,阻尼系数计算部4321和固有频率计算部4322由数学式4计算得到。
图7示出在复数平面中对零极点消除技术的概念图。如图7所示,一般情况下,在控制时,可以将转移函数的分母设为0来解释系统的响应特性。因此,将由数学式3的双驱动控制系统的极点表示在复数平面上(图7中用虚线X表示)。
如图7所示,由数学式3表示的双驱动控制系统的极点接近虚轴,这意味着作为电力转换部运行的双驱动控制系统发生共振。即,以图7的X轴为准,向左侧时变得更稳定,并且,向右侧时,由于共振而显示出不稳定的状态。
在数学式3的分母部分即双驱动控制系统的极点的位置布置数学式4的分子部分即陷波滤波器的零点(图7中用实线O表示),若以消除通过一台电力转换部运行的双驱动控制系统的基本共振成分具有所需的性能的方式布置陷波滤波器的极点(图7中用实线X表示),则可以实现共振被抑制的稳定的双驱动控制,这由数学式6表示。
<数学式6>
Figure BDA0003697078640000191
即,指令部的共振衰减指令由数学式6导出。
然后,将陷波滤波器系数中的共振频率和双驱动控制系统的伺服电机的共振频率可以如数学式7设置。
<数学式7>
ω0=ωn
结果,如上所述,将陷波滤波器的零点(数学式4的分子部分)和双驱动控制系统的极点(数学式3的分母部分)可以通过极点配置技术(pole placement method)求数学式8表示的陷波滤波器系数。
<数学式8>
Figure BDA0003697078640000192
Figure BDA0003697078640000201
即,系数计算部4325由数学式8导出。
上述数学式1至8中的每个因素为如下。
αl:高频增益限制值
δ:Vt和Ef之间的转矩角
′δ:过渡状态下的转矩角
Δδ:线性化的转矩角
Δu:输入变量变动成分
Δx:状态变量变动成分
Δωr re:线性化的转子角速度
ζ:衰减常数
ω0:动作点上的角速度
ωr re:转子的角速度
ωω re:任意的角速度
ωs:同步角速度
iuvw:三相电流
ir ds,ir qs:旋转坐标系dr-qr轴定子电流
iω ds,iω qs:任意的坐标系dω-qω轴定子电流
ir* ds,ir* qs:旋转轴坐标系dr-qr轴定子指令电流
iω* ds,iω* qs:任意的坐标系dω-qω轴定子指令电流
Kn:陷波滤波器的直流增益
ωo:陷波滤波器共振频率
α:陷波滤波器的衰减尺寸
Q:陷波滤波器带宽
Ls:电动机定子绕组的电感
Pf:电动机极常数
Rs:电动机定子绕组的电阻
Vt:端子电压
Vuvw:三相电压
x:状态变量
x0:动作点上的状态变量
J:电机转子惯性矩
S:σ+Jω(σ为实数,Jω为虚数,即S为显示频率空间上的大小和相位的因素)
如上所述,根据本发明的机床的双驱动控制系统,通过陷波滤波器控制部实时计算陷波滤波器部的陷波滤波器系数,并通过实时计算的陷波滤波器系数利用陷波滤波器部切断或施加传递到电力转换部的电流,从而,与伺服电机的种类或容量无关,通过双驱动控制稳定地设定及运行用一台电力转换部和一台伺服驱动器并列运转两台伺服电机时产生的共振抑制,由此,可以谋求工作人员的便宜性,最终,可以通过控制自动工具交换装置或者自动托盘交换装置之类由伺服电机驱动的装置,从而,可以节约制造成本,提高噪音减少带来的可靠度,并且,与伺服电机的种类及容量无关可以通用,通过实时自动抑制控制用一台电力部和电力转换部并列运转两台伺服电机时产生的共振,从而,可以谋求工作人员的便宜性,最小化非加工时间,可以极大提高机床的生产性。
另外,虽未图示,但是,根据本发明的一实施例的机床的双驱动控制系统1,还可以包括输入部和显示部。
输入部以开关或者触控按钮等形态设置在操作盘或者主操作部等,从而执行可供工作人员任意选择的功能以在伺服电机部并列运转时实时进行共振抑制控制或者不进行共振抑制控制。
即,在机床的双驱动控制系统的伺服电机部的两台伺服电机并列运转时,输入部不选择陷波滤波器控制部的功能时,机床的双驱动控制系统不操作共振抑制控制功能。
显示部显示运算部的阻尼系数值、固有频率值、极点计算值、零点计算值、陷波滤波器系数值、共振衰减指令值、根据这些值可以实时用肉眼确认伺服电机部的两台伺服电机并列运转时是否抑制共振以及控制状态。
显示部可以在主操作部或者数控部由LCD、LED、PDP显示器等构成,然而并不一定局限于此。
如图8所示,根据本发明的优选实施例的机床的双驱动控制系统的控制方法,包括:存储基本数据的步骤(S1);伺服电机部的阻尼系数和固有频率计算步骤(S2);双驱动控制系统的极点计算步骤(S3);陷波滤波器部的零点计算步骤(S4);陷波滤波器系数计算步骤(S5);PLC执行步骤(S6);伺服驱动器执行步骤(S7);电力转换部的电力施加步骤(S8);反馈信息存储步骤(S9);共振衰减指令输出步骤(S10);以及实时数据存储步骤(S11)。在各个步骤中,系统或装置的具体执行或者内容与本发明说明书中的机床的双驱动控制系统相同,下面重点说明机床的双驱动控制系统的控制方法的特殊点。
基本数据存储部4311存储用于双驱动控制的有关伺服电机部和陷波滤波器部的基本数据。工作人员可以通过数控部100或主操作部200执行与由相应永久磁铁的磁通链的最大值、动作点上的角速度、陷波滤波器部的直流增益、伺服电机部的定子的绕组的电感、伺服电机部的极常数、伺服电机部的定子绕组电阻、以及伺服电机部的转子惯性矩有关的信息,并以程序形态存储在PLC300中。
在基本数据存储步骤(S1)之后,计算伺服电机部的阻尼系数和固有频率。即通过阻尼系数计算部和固有频率计算部利用数学式5计算伺服电机部的阻尼系数和固有频率。
在伺服电机部的阻尼系数和固有频率的计算步骤(S2)之后,在双驱动控制系统的极点计算部利用数学式3计算双驱动控制系统的极点。
在双驱动控制系统的极点计算步骤(S3)之后,陷波滤波器部的零点计算部利用数学式4计算陷波滤波器部的零点。
在计算陷波滤波器部的零点的步骤(S4)之后,在系数计算部通过存储在基本数据存储部中的基本数据,所计算的伺服电机部的阻尼系数和固有频率、双驱动控制系统的极点、以及陷波滤波器部的零点,利用数学式8计算陷波滤波器部的陷波滤波器系数。
在陷波滤波器系数计算步骤(S5)之后,通过与数控部或主操作部的通信在PLC执行控制指令。
在PLC执行步骤(S6)之后,伺服驱动器执行从PLC发送的控制指令。
在伺服驱动器执行步骤(S7)之后,电力转换部根据伺服驱动器的信号向具备第一伺服电机和第二伺服电机的伺服电机部施加电流。
在电力转换部的电力施加步骤(S8)之后,将第一伺服电机与第二伺服电机并列运转时产生的第一伺服电机的位置和速度反馈信息以及将第二伺服电机与第一伺服电机并列运转时产生的第二伺服电机的位置和速度反馈信息存储在反馈数据存储部中。
在反馈信息存储步骤(S9)之后,指令部根据在系数计算部计算的陷波滤波器系数,利用数学式6实时输出共振衰减指令,并将其传送给陷波滤波器部。
在共振衰减指令输出步骤(S10)之后,通过陷波滤波器部根据实时计算的陷波滤波器系数和共振衰减指令切断施加到电力转换部的电流,从而,通过双驱动控制实时抑制共振。
此外,在共振衰减指令输出步骤(S10)之后,存储实时计算的当前的陷波滤波器系数和实时输出的共振衰减指令。
因此,根据本发明的机床的双驱动控制系统的控制方法,通过陷波滤波器控制部实时计算陷波滤波器部的陷波滤波器系数,并通过实时计算的陷波滤波器系数利用陷波滤波器部切断或施加传递到电力转换部的电流,从而,与伺服电机的种类或容量无关,通过双驱动控制稳定地设定及运行用一台电力转换部和一台伺服驱动器并列运转两台伺服电机时产生的共振抑制,由此,可以谋求工作人员的便宜性,最终,可以通过控制自动工具交换装置或者自动托盘交换装置之类由伺服电机驱动的装置,从而,可以节约制造成本,提高噪音减少带来的可靠度,并且,与伺服电机的种类及容量无关可以通用,从而,可以增加双驱动控制系统和其的控制方法的互换性,通过以实时计算的陷波滤波器系数根据共振衰减指令利用陷波滤波器部施加或切断被传递至电力转换部的电流的方式执行共振抑制,从而,可以去除不必要的组成部件,谋求机床和机床的双驱动控制系统的小型化,极大提高空间利用度。
参考图6及图7更加具体说明根据本发明的机床的共振抑制控制装置以及共振抑制控制方法的效果。图6是示出基于频率的振动量变化的伯德图,图7是示出基于频率的相位差的伯德图。在图6以及图7中,实线表示以往伺服控制装置中两台伺服电机并列运转的情况,虚线表示应用根据本发明的机床的共振抑制控制装置以及共振抑制控制方法的状态。
如图9以及图10所知,以往未应用根据本发明的双驱动控制系统以及其的方法的机床中产生共振,相位也是以180度为基准,大概显示9度。与此不同地,应用根据本发明的机床的双驱动控制系统以及其方法时,没有拐点而不产生共振,从而完全抑制共振,相位也是以180度为基准,显示57度。
具体地,若观察双驱动控制的数学模型的转移函数G(S)(图9及10中一点划线)的频率响应,在22.9rad/sec中产生共振,相位裕度为9度,显示不稳定的响应。然而,通过转移函数H(S)(图9及10中的虚线)的陷波滤波器,增大到19db的共振点大小被衰减,并且,相位裕度为57度,由此可以确认到双驱动控制整个系统的转移函数G0(S)的频率响应显示共振得到抑制的稳定的响应。
最终,相比现有技术,根据本发明的机床的双驱动控制系统以及其的控制方法可以保障5倍以上的稳定性和可靠性。
即,根据本发明的机床的双驱动控制系统以及其的控制方法,通过在计算部通过数学式6及8实时计算陷波滤波器部的陷波滤波器系数,指令部反映该系数输出共振衰减指令切断或施加施加到电力转换部的电流,并控制供应至第一伺服电机和第二伺服电机的电流,从而,在利用一台电力转换部同时控制两台伺服电机的双驱动控制过程中实时控制共振抑制,从而,对于干扰可以确保大概5.2倍的稳定性和可靠性。
以上说明的本发明的详细说明中参考本发明的优选实施例进行了说明,然而只要是所属技术领域中熟练的本领域技术人员或者所属技术领域中具有通常的人就应理解在不脱离专利权利要求书中记载的本发明的思想以及技术领域的范围内可以对本发明进行多种修改以及改变。因此,本发明的技术范围并不由说明书的详细说明中记载的内容进行限定,而应由专利权利要求书而定。
符号说明
1:共振抑制控制装置,10:第一伺服驱动器,11:第二伺服驱动器,20:第一逆变器,21:第二逆变器30:第一伺服电机,31:第二伺服电机,100:数控部,200:主操作部,300:PLC,400:伺服驱动器,410:输出部,411:速度信号输出部412:转矩信号输出部,420:陷波滤波器部,430:陷波滤波器控制部,431:内存部,4311:基本数据存储部,4312:反馈数据存储部,4313:实时数据存储部,432:运算部,4321:阻尼系数计算部,4322:固有频率计算部,4323:极点计算部,4324:零点计算部,4325:系数计算部,433:指令部,500:电力转换部,600:伺服电机部,610:第一伺服电机,620:第二伺服电机。

Claims (10)

1.一种机床的双驱动控制系统,其特征在于,包括:
数控部;
主操作部;
PLC,通过与所述数控部或所述主操作部的通信来执行控制指令;
伺服驱动器,具备陷波滤波器部,并执行所述PLC的控制指令;
伺服电机部,根据所述伺服驱动器的控制而驱动;以及
电力转换部,与所述伺服电机部和所述伺服驱动器电连接,用于向所述伺服电机部施加电流,
所述伺服驱动器,根据所述陷波滤波器部实时计算的陷波滤波器系数的变化,调整被传递到所述电力转换部的电流的施加状态,从而,执行因所述伺服电机部的运转而引起的共振抑制。
2.根据权利要求1所述的机床的双驱动控制系统,其特征在于,
所述伺服驱动器包括:
输出部,用于输出所述伺服电机部的运转速度信号和被传递至所述电力转换部的转矩信号;以及
陷波滤波器控制部,实时计算所述陷波滤波器部的陷波滤波器系数,并根据计算出的陷波滤波器系数控制是否施加被传递到所述电力转换部的电流。
3.根据权利要求2所述的机床的双驱动控制系统,其特征在于,
所述伺服电机部包括相互并联的第一伺服电机及第二伺服电机,
根据所述陷波滤波器部的陷波滤波器系数的实时变化,实时调整是否施加通过所述电力转换部分别传递至所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的电流,从而,控制在所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的双驱动控制过程中产生的共振抑制。
4.根据权利要求3所述的机床的双驱动控制系统,其特征在于,
所述陷波滤波器控制部包括:
内存部,存储用于抑制在所述第一伺服电机和所述第二伺服电机并列运转时产生的共振的双驱动控制信息;
运算部,通过存储在所述内存部中的信息计算所述陷波滤波器部的陷波滤波器系数;以及
指令部,根据所述运算部的结果,通过共振衰减指令由所述陷波滤波器部切断施加到所述电力转换部的电流,从而,通过双驱动控制实时执行共振抑制。
5.根据权利要求4所述的机床的双驱动控制系统,其特征在于,
所述内存部包括:
基本数据存储部,用于存储与由相应永久磁铁的磁通链的最大值、动作点上的角速度、陷波滤波器部的直流增益、伺服电机部的定子的绕组的电感、伺服电机部的极常数、伺服电机部的定子绕组电阻、以及伺服电机部的转子惯性矩有关的信息;
反馈数据存储部,用于存储将所述第一伺服电机与所述第二伺服电机并列运转时生成的所述第一伺服电机的位置和速度反馈信息、以及将所述第二伺服电机与所述第一伺服电机并列运转时生成的所述第二伺服电机的位置和速度反馈信息;以及
实时数据存储部,用于存储由所述运算部计算的所述陷波滤波器部的实时陷波滤波器系数和由所述指令部输出的当前共振衰减指令。
6.根据权利要求5所述的机床的双驱动控制系统,其特征在于,
所述运算部包括:
阻尼系数计算部,基于存储在所述基本数据存储部中的数据,计算所述伺服电机部的阻尼系数;
固有频率计算部,基于存储在所述基本数据存储部中的数据,计算所述伺服电机部的固有频率;
极点计算部,基于存储在所述基本数据存储部中的数据、所述阻尼系数计算部的计算值、及所述固有频率计算部的计算值,计算所述双驱动控制系统的极点;
零点计算部,基于存储在所述基本数据存储部中的数据、所述阻尼系数计算部的计算值、及所述固有频率计算部的计算值,计算所述陷波滤波器部的零点;以及
系数计算部,基于存储在所述基本数据存储部中的数据、所述阻尼系数计算部的计算值、所述固有频率计算部的计算值、所述极点计算部的计算值、及所述零点计算部的零点值,计算陷波滤波器系数。
7.根据权利要求6所述的机床的双驱动控制系统,其特征在于,
所述指令部利用存储在所述基本数据存储部中的数据、所述阻尼系数计算部的计算值、所述固有频率计算部的计算值、所述极点计算部的计算值、所述零点计算部的零点值、以及所述计算部的陷波滤波器系数值,通过零极点消除技术,输出共振衰减指令。
8.根据权利要求5所述的机床的双驱动控制系统,其特征在于,
所述输出部包括:
速度信号输出部,根据从所述数控部接收的位置指令和从所述反馈数据存储部接收的反馈信号,输出所述伺服电机部的运转速度信号;以及
转矩信号输出部,根据从所述速度信号输出部接收的速度信号和从所述反馈数据存储部接收的反馈信号,输出传递给所述电力转换部的有效转矩信号以驱动所述伺服电机部。
9.一种机床的双驱动控制系统的控制方法,其特征在于,包括:
为了双驱动控制,存储对伺服电机部和陷波滤波器部的基本数据的步骤;
计算所述伺服电机部的阻尼系数和固有频率的步骤;
计算双驱动控制系统的极点的步骤;
计算陷波滤波器部的零点的步骤;
通过存储的所述基本数据、所计算的所述伺服电机部的阻尼系数和固有频率、所述双驱动控制系统的极点和所述陷波滤波器部的零点,计算所述陷波滤波器部的陷波滤波器系数的步骤;
通过与数控部或主操作部的通信,在PLC执行控制指令的步骤;
在伺服驱动器执行从所述PLC传递的控制指令的步骤;
根据所述伺服驱动器的信号,电力转换部向具备第一伺服电机和第二伺服电机的伺服电机部施加电流的步骤;
存储将所述第一伺服电机与所述第二伺服电机并列运转时产生的所述第一伺服电机的位置和速度反馈信息、以及将所述第二伺服电机与所述第一伺服电机并列运转时产生的所述第二伺服电机的位置和速度反馈信息的步骤;以及
根据所计算的所述陷波滤波器系数,实时输出共振衰减指令的步骤,
通过实时计算的陷波滤波器系数和共振衰减指令,由所述陷波滤波器部切断施加到所述电力转换部的电流,从而,通过双驱动控制实时执行共振抑制。
10.根据权利要求9所述的机床的双驱动控制系统的控制方法,其特征在于,包括:
在输出所述共振衰减指令之后,存储实时计算的当前的陷波滤波器系数和实时输出的共振衰减指令的步骤。
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