CN116149261A - 一种主轴同期的控制优化方式 - Google Patents

一种主轴同期的控制优化方式 Download PDF

Info

Publication number
CN116149261A
CN116149261A CN202310065953.5A CN202310065953A CN116149261A CN 116149261 A CN116149261 A CN 116149261A CN 202310065953 A CN202310065953 A CN 202310065953A CN 116149261 A CN116149261 A CN 116149261A
Authority
CN
China
Prior art keywords
synchronous
main shaft
spindle
mode
command
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310065953.5A
Other languages
English (en)
Inventor
倪迎晖
李宝玉
阚建辉
王孟沅
周俊伟
陈波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Syntec Technology Suzhou Co Ltd
Original Assignee
Syntec Technology Suzhou Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Syntec Technology Suzhou Co Ltd filed Critical Syntec Technology Suzhou Co Ltd
Priority to CN202310065953.5A priority Critical patent/CN116149261A/zh
Publication of CN116149261A publication Critical patent/CN116149261A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • G05B19/4142—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by the use of a microprocessor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/34—Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34013—Servocontroller

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种主轴同期的控制优化方式。该方式包括以下步骤：1)连接各设备并进行设置；2)读取主轴电机的性能参数；3)系统发出调试命令；4)拟合出对应补偿命令；5)获取新的性能参数；6)诊断各主轴电机的同期变数和误差，并进行优化；7)将最佳补偿命令进行录入；8)系统通过实时补偿将各主轴保持在同步最优状态；9)系统根据同期阶段，控制切换运行模式。本发明中的一种主轴同期的控制优化方式在同期过程中不仅可以自动调机相关性能参数，使加工效果变得更佳；还能通过其控制方式将速度模式与位置模式优势相结合，兼顾优异的加减速性能和相位同期性能，以寻求更好的同期加工状态，节省了加工时间，优化了同期效果。

Description

一种主轴同期的控制优化方式
技术领域
本发明涉及数控加工领域，特别涉及一种主轴同期的控制优化方式。
背景技术
随着工业化进程的不断发展，在机械加工制造上对于数控车床的应用越来越普及，而随着加工产品类别在不断增多，越来越多的长型复杂工件需要加工，经常会出现同期裁断及接料等加工操作。同时，对于加工工艺要求也在不断提高，工艺流程在不断简化，原本需多次装夹加工的产品，现在往往一次加工就能成型。
市场的进步也导致相关方面的商家和产品变得更多，使得不同类型的主轴有机会应用在同一机床上，则需要进行同期。然而，不同的主轴之间的特性往往会相互影响，在同期过程中无法做到自动调节(包含但不仅限于增益、积分常数、共振频率、同期误差等)，比如，当两根不同的主轴之间存在伺服落后及加减速不及时，就会导致相位差过大，则在同期过程中会造成工件扭曲等问题，而对于该问题，往往需要根据不同的产品进行各自调试，费时费力。此外，主轴同期时，往往以单一控制方式(比如速度模式或者位置模式)进行控制，其中在速度模式下无法兼顾相位，使加工效果无法达到最好，而在位置模式下无法兼顾优异的加减速性能，加工时间无法达到最省等问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种主轴同期的控制优化方式。
根据本发明的一个方面，提供了一种主轴同期的控制优化方式，包括以下步骤：
1)连接控制器、驱动器、两台主轴电机、两根不同的主轴，安装工件和刀具，并进行设置；
2)进入调机状态，系统通过驱动器读取主轴电机的性能参数；
3)系统发出调试命令，通过主轴电机控制同期的主轴进行加减速动作以及模式状态切换，并控制驱动器间断打出不同的电流命令，采集不同状态下的主轴电机性能参数；
4)系统回读不同组性能参数，进行比对建模计算，拟合出对应补偿命令；
5)系统再次控制驱动器间断打出不同的电流命令进行验证，同时在不同状态下进行命令补偿，获取新的性能参数；
6)通过一次弱磁和二次弱磁区间的比对优化，减低主轴电机的加速阶段及相位同步阶段的时间，并在同期过程中，诊断各主轴电机的同期变数和误差，并进行优化，使同期达到最优的效果；
7)通过多次比对，最终将最佳补偿命令进行录入；
8)系统实时读取各主轴电机的性能参数，并通过实时补偿将各主轴保持在同步最优状态；
9)系统根据同期阶段，控制切换运行模式，其中，在同期加减速段控制切换至速度模式，在同期相位同步阶段控制切换至位置模式。
在一些实施方式中，在步骤1)中，控制器与驱动器通过通讯线相连接，驱动器与两台主轴电机分别相连接，两台主轴电机分别控制两根主轴。其有益之处在于，描述了各设备的连接方式。
在一些实施方式中，在步骤1)中，进行各主轴的主轴驱动伺服站号设置。其有益之处在于，描述了所设置的具体内容。
在一些实施方式中，在步骤2)中，进入调机状态时，各主轴电机切换至未使能。其有益之处在于，进一步描述了进入调机状态时的具体情况。
在一些实施方式中，在步骤3)中，不同的电流命令包括电流-速度命令和电流-位置命令。其有益之处在于，描述了电流命令的种类。
在一些实施方式中，在步骤3)中，所采集的参数包括主轴速度命令和速度回授、主轴位置命令和位置回授、诊同期误差、最大同期误差和同期旗标。其有益之处在于，
在一些实施方式中，在步骤4)中，在回读不同组性能参数时，系统分别计算一次弱磁转速与加速度以及二次弱磁转速与加速度。其有益之处在于
在一些实施方式中，在步骤7)中，在将最佳补偿命令进行录入后，发出停止调试指令。其有益之处在于，在该步骤即停止和完成调试，后续步骤为实际加工操作。
本发明中的一种主轴同期的控制优化方式，能够在同期过程中实现以下有益效果：
1.自动调节性能参数，有效提升加工效果；
2.自动调整增益、积分常数及共振频率等，有效避免同期所产生的加工问题；
3.结合速度/位置模式控制优势，能够兼顾优异的加减速性能及相位同期效果；
4.提升同期效率，节省同期时间，起到节能增效的效果。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的一种主轴同期的控制优化方式的设备连接示意图。
图中：控制器1，驱动器2，主轴3，主轴电机4，工件5，刀具6，动力线7，编码器线8，通讯线9。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的一种主轴同期的控制优化方式的设备连接方式。如图1所示，该方式的运作设备主要包括一个设置有系统的控制器1、一个驱动器2和一个数控机床结构，其中数控机床结构包括两根不同的主轴3、分别控制两根主轴3的两台主轴电机4，并且在数控机床结构上安装有待加工的工件5以及用于加工该工件5的刀具6。
两台主轴电机4均与驱动器2相连接，并且需要设置各主轴3的主轴3驱动伺服站号。其中每台主轴电机4均与驱动器2通过一条动力线7和一条编码器线8相连接。而控制器1与驱动器2也通过一条通讯线9相连接，而通讯线9的两端分别连接在控制器1的M3口与驱动器2的通讯口上，确保控制器1与驱动器2之间可以正常通讯。
在实时该控制优化方式，首先需要进行同期控制优化功能自学习调试。其主要分为多个步骤，分别如下所述。
第一步，进入调机状态，各主轴电机4切换至未使能，系统通过驱动器2读取主轴电机4的性能参数。
第二步，系统发出调试命令，通过主轴电机4控制同期的主轴3进行加减速动作以及模式状态切换，并控制驱动器2间断打出不同的电流命令，从而采集不同状态下的主轴电机4的性能参数。其中，不同的电流命令主要包括电流-速度命令和电流-位置命令等。
第三步，计算一次弱磁转速与加速度以及二次弱磁转速与加速度，系统通过回读不同组性能参数进行比对建模计算，拟合出对应补偿命令。
第四步，系统再次控制驱动器2间断打出不同的电流命令进行验证，同时在不同状态下进行命令补偿，从而获取新的性能参数数据。
第五步，通过一次弱磁和二次弱磁区间的比对优化，从而减低主轴电机4的加速阶段及相位同步阶段的时间，并在同期过程中，诊断各主轴电机4的同期变数和误差，并进行优化，使同期能够达到最优的效果；
第六步，通过多次比对，最终将最佳补偿命令进行录入，随即系统发出停止调试指令，自学习调试完毕。
在同期控制优化功能自学习调试完成后，即可在实际加工操作开启主轴同期控制优化功能，进行主轴同期动作，系统则会自行对加工进行优化，具体如下所述。
首先，系统会实时读取各主轴电机4的性能参数，并通过实时补偿，将各主轴3保持在同步最优状态，从而保证以最优最匹配的加减速性能进行运行。然后，系统会根据同期阶段，控制切换运行模式。其中，同期阶段包括同期加减速段以及同期相位同步阶段，而具体控制切换运行模式的方式为：在同期加减速段，系统控制切换至速度模式，在同期相位同步阶段，系统控制切换至位置模式。由此，则可以更加精确的位置命令及回授，使之更快更稳进行。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种主轴同期的控制优化方式，其特征在于：包括以下步骤
1)连接控制器、驱动器、两台主轴电机、两根不同的主轴，安装工件和刀具，并进行设置；
2)进入调机状态，系统通过驱动器读取主轴电机的性能参数；
3)系统发出调试命令，通过主轴电机控制同期的主轴进行加减速动作以及模式状态切换，并控制驱动器间断打出不同的电流命令，采集不同状态下的主轴电机的性能参数；
4)系统回读不同组性能参数，进行比对建模计算，拟合出对应补偿命令；
5)系统再次控制驱动器间断打出不同的电流命令进行验证，同时在不同状态下进行命令补偿，获取新的性能参数；
6)通过一次弱磁和二次弱磁区间的比对优化，减低主轴电机的加速阶段及相位同步阶段的时间，并在同期过程中，诊断各主轴电机的同期变数和误差，并进行优化，使同期达到最优的效果；
7)通过多次比对，最终将最佳补偿命令进行录入；
8)系统实时读取各主轴电机的性能参数，并通过实时补偿将各主轴保持在同步最优状态；
9)系统根据同期阶段，控制切换运行模式，其中，在同期加减速段控制切换至速度模式，在同期相位同步阶段控制切换至位置模式。
2.根据权利要求1所述的一种主轴同期的控制优化方式，其特征在于：在步骤1)中，控制器与驱动器通过通讯线相连接，驱动器与两台主轴电机分别相连接，两台主轴电机分别控制两根主轴。
3.根据权利要求1所述的一种主轴同期的控制优化方式，其特征在于：在步骤1)中，进行各主轴的主轴驱动伺服站号设置。
4.根据权利要求1所述的一种主轴同期的控制优化方式，其特征在于：在步骤2)中，进入调机状态时，各主轴电机切换至未使能。
5.根据权利要求1所述的一种主轴同期的控制优化方式，其特征在于：在步骤3)中，不同的电流命令包括电流-速度命令和电流-位置命令。
6.根据权利要求1所述的一种主轴同期的控制优化方式，其特征在于：在步骤3)中，所采集的参数包括主轴速度命令和速度回授、主轴位置命令和位置回授、诊同期误差、最大同期误差和同期旗标。
7.根据权利要求1所述的一种主轴同期的控制优化方式，其特征在于：在步骤4)中，在回读不同组性能参数时，系统分别计算一次弱磁转速与加速度以及二次弱磁转速与加速度。
8.根据权利要求1所述的一种主轴同期的控制优化方式，其特征在于：在步骤7)中，在将最佳补偿命令进行录入后，发出停止调试指令。
9.根据权利要求1所述的一种主轴同期的控制优化方式，其特征在于：同期阶段包括同期加减速段以及同期相位同步阶段。
10.根据权利要求9所述的一种主轴同期的控制优化方式，其特征在于：在同期加减速段，系统控制切换至速度模式，在同期相位同步阶段，系统控制切换至位置模式。
CN202310065953.5A 2023-01-16 2023-01-16 一种主轴同期的控制优化方式 Pending CN116149261A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310065953.5A CN116149261A (zh) 2023-01-16 2023-01-16 一种主轴同期的控制优化方式

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310065953.5A CN116149261A (zh) 2023-01-16 2023-01-16 一种主轴同期的控制优化方式

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116149261A true CN116149261A (zh) 2023-05-23

Family

ID=86338488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310065953.5A Pending CN116149261A (zh) 2023-01-16 2023-01-16 一种主轴同期的控制优化方式

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116149261A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6202003B1 (en) Numerically controlled machine tool and method
CN1990176B (zh) 具有倍率功能的转塔伺服控制装置及其控制方法
CA2284684A1 (en) Cnc machine having interactive control of corner tolerance
Martinov et al. Modular design of specialized numerical control systems for inclined machining centers
CN106681279A (zh) 基于多系统控制的数控系统及其实现方法
CN104977898B (zh) 五坐标联动加工动态误差分析方法及其系统
US6401005B1 (en) Programmable synchronous and asynchronous block execution for a computer numerical control
CN102075125A (zh) 数控机床多轴联动伺服控制系统的控制方法
EP0521164B1 (en) Method of restarting operation of punch press machine and numerically controlled device
CN203003600U (zh) 插床自动控制系统
US10338562B2 (en) Numerical controller, control system, control method, and control program
CN112621390B (zh) 一种多工序自动生产控制方法及多工序自动生产线
CN116149261A (zh) 一种主轴同期的控制优化方式
CN106814703A (zh) 一种交流伺服驱动单元控制模式快速平滑切换的方法
CN113759851B (zh) 自动化控制系统以及自动化控制方法
CN207636994U (zh) 伺服驱动器及伺服系统
CN113778022B (zh) 一种谐波数控转台主从控制系统
EP0332710A1 (en) Spindle control method
JPH11202926A (ja) 数値制御における送り速度制御方法および装置
CN211219026U (zh) 一种用于叶片电解加工机床的控制系统
JP2004202594A (ja) 数値制御装置
CN111464087B (zh) 一种无零位开关步进电机的控制方法及定位机构
CN110773828A (zh) 一种用于叶片电解加工机床的控制系统及其加工控制方法
EP0394469A1 (en) Numerical control method
CN113500454B (zh) 一种智慧主轴加减速的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination