CNC數(shù)控龍門(mén)加工中心動(dòng)梁狀態(tài)控制設(shè)計(jì)
包括數(shù)控移動(dòng)梁龍門(mén)機(jī)床。目前，數(shù)控動(dòng)梁龍門(mén)機(jī)床設(shè)計(jì)中的一個(gè)難題是如何保證數(shù)控動(dòng)梁龍門(mén)機(jī)床的動(dòng)梁在垂直運(yùn)動(dòng)與主軸箱之間始終保持精確的水平。移動(dòng)梁條件。
大型數(shù)控動(dòng)梁龍門(mén)機(jī)床龍門(mén)跨度大，動(dòng)梁長(zhǎng)，動(dòng)梁主軸箱重。隨著活動(dòng)梁的上下移動(dòng)，其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、裝配誤差、制造誤差等都會(huì)改變活動(dòng)梁的水平度。當(dāng)活動(dòng)梁的主軸左右移動(dòng)時(shí)，水平度也會(huì)隨著重心的不同而變化。動(dòng)橫梁：動(dòng)橫梁水平的變化，不可避免地導(dǎo)致主軸上刀具中心軸線與工作臺(tái)頂角的偏差，增加了機(jī)床的幾何精度和零件的加工誤差。
現(xiàn)有技術(shù)采用以下組合措施。 1.提高了活動(dòng)梁的結(jié)構(gòu)剛度，增加了活動(dòng)副導(dǎo)向面的長(zhǎng)度。 2.提高相關(guān)零件的制造精度，減少配合間隙。 3.使用液壓系統(tǒng)等。機(jī)械輔助機(jī)構(gòu)用于調(diào)整龍門(mén)移動(dòng)梁的水平。實(shí)踐表明，這種綜合措施大大增加了精密數(shù)控動(dòng)梁龍門(mén)機(jī)床的制造難度和成本，效果并不理想。
CNC龍門(mén)加工中心動(dòng)梁狀態(tài)控制設(shè)計(jì)
圖1。伺服電機(jī) SM1、2、8。滾珠絲杠，3。位置反饋光柵尺 L1、4。固定頂梁，5。動(dòng)梁，6。車(chē)頭，7。位置反饋光柵尺 L2、9 伺服電機(jī) SM2、10。右欄，11。工作臺(tái)，12。左欄。
左立柱12，右立柱10，兩排頂部的固定梁4，兩端通過(guò)滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)副附在左右兩排的活動(dòng)梁5，以及左端SM11的固定梁4龍門(mén)架 配備獨(dú)立伺服電機(jī)，右端配備獨(dú)立伺服電機(jī)SM29，伺服電機(jī)SM11連接下運(yùn)動(dòng)副的滾珠絲杠2并驅(qū)動(dòng)，伺服電機(jī)SM29連接滾珠與下運(yùn)動(dòng)副的絲杠8連接驅(qū)動(dòng)，左立柱12內(nèi)設(shè)有位置反饋光柵尺L13和位置反饋光柵尺L27。右列10、左伺服電機(jī)SM11、滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)副和位置反饋光柵尺L13組成一個(gè)閉環(huán)控制單元。同右伺服電機(jī)SM29、滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)副和位置反饋光柵尺L27組成一個(gè)閉環(huán)控制單元。兩個(gè)閉環(huán)控制單元是相同的。兩側(cè)的閉環(huán)控制單元通過(guò)數(shù)據(jù)總線與機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)相連。
控制動(dòng)梁水平狀態(tài)的方法是利用數(shù)控龍門(mén)加工中心的數(shù)控系統(tǒng)控制兩側(cè)的閉環(huán)控制單元，實(shí)現(xiàn)動(dòng)梁的動(dòng)態(tài)調(diào)平。為了便于區(qū)分和實(shí)施控制，通常將一個(gè)閉環(huán)控制單元定義為主動(dòng)控制單元，將另一個(gè)閉環(huán)控制單元定義為從控制單元。相應(yīng)地，伺服主動(dòng)控制單元的電機(jī)定義為主動(dòng)控制單元。對(duì)于電機(jī)，光柵尺定義為主光柵尺，從控制單元的伺服電機(jī)定義為從動(dòng)電機(jī)，光柵尺定義。作為二級(jí)光柵尺。機(jī)床啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)置的PLC控制程序自動(dòng)將動(dòng)梁的控制方式設(shè)置為伺服同步驅(qū)動(dòng)控制方式，保證兩臺(tái)伺服電機(jī)始終處于伺服勵(lì)磁狀態(tài)。狀態(tài)。兩個(gè)伺服電機(jī)和兩個(gè)位置反饋光柵尺與控制系統(tǒng)相連，因此隨著動(dòng)梁上下移動(dòng)或動(dòng)梁主軸箱左右移動(dòng)，動(dòng)梁的水平狀態(tài)發(fā)生變化，然后，兩個(gè)光柵尺位置反饋?zhàn)笥覂蓚?cè)的數(shù)據(jù)立即反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)立即通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)單元調(diào)整兩臺(tái)伺服電機(jī)，消除移動(dòng)橫梁的水平偏差，保證移動(dòng)時(shí)的水平狀態(tài)。
如果動(dòng)梁需要上下運(yùn)動(dòng)，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)送動(dòng)梁運(yùn)動(dòng)命令CMD。該命令也同時(shí)發(fā)送給主動(dòng)控制單元和從動(dòng)控制單元。兩個(gè)控制單元中的每一個(gè)都完成了。步驟如下： 檢測(cè)上下線性編碼器 L1 和 L2。位移量反饋給數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)比較位置反饋量與指令值CMD。如果比較偏差值不為零，則數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算位置偏差∑ 1 和∑ 2 來(lái)控制伺服驅(qū)動(dòng)單元。控制單元位置環(huán)向控制單元電機(jī)發(fā)送速度指令 VCMD1 和 VCMD2。比較命令 VCMD1 和 VCMD2。實(shí)時(shí)使用每個(gè)電機(jī)速度反饋 1 和速度反饋 2。如果速度偏差不為零，則會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電機(jī)。轉(zhuǎn)矩指令 TCMD1 和 TCMD2 用作電流指令來(lái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)。單元的伺服電機(jī)可以旋轉(zhuǎn)。當(dāng)兩臺(tái)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)比較它們的轉(zhuǎn)矩指令TCMD1和TCMD2，如果兩個(gè)轉(zhuǎn)矩指令的比較偏差不為零，則數(shù)控系統(tǒng)保持當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，并發(fā)送被驅(qū)動(dòng)電機(jī)關(guān)閉環(huán)伺服控制修正指令，即根據(jù)同步修正系數(shù)K增減機(jī)組電機(jī)轉(zhuǎn)速。這樣，在動(dòng)梁的升降過(guò)程中，通過(guò)實(shí)時(shí)控制兩端的運(yùn)動(dòng)位置，可以實(shí)現(xiàn)高精度的同步運(yùn)動(dòng)，保證動(dòng)梁的高精度水平狀態(tài)。當(dāng)動(dòng)梁的主軸箱左右移動(dòng)時(shí)，動(dòng)梁的水平狀態(tài)發(fā)生變化，即動(dòng)梁的左端或右端發(fā)生位移。此時(shí)位置反饋1或位置反饋2位移結(jié)束，指令值為零。與 CMD 相比，偏差值不為零。 CNC系統(tǒng)告訴這一側(cè)的閉環(huán)伺服控制單元進(jìn)行操作。即，根據(jù)上述控制程序執(zhí)行控制。來(lái)回旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，即調(diào)整活動(dòng)梁的水平狀態(tài)，保持活動(dòng)梁的高精度水平狀態(tài)。