數(shù)控機床多軸同步控制方法
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1、機床多軸同步控制方案的比較
1.1 普通機床的同步控制
對于普通機床的雙軸電動機同步控制一般有以下解決方案。①由一套直流調(diào)速裝置驅(qū)動兩臺直流電動機，兩臺電動機的電樞串聯(lián)，勵磁線圈并聯(lián)。為了保持速度同步，兩電動機軸必須保持剛性連接。兩臺電動機中只有一臺電動機提供速度反饋信號，其控制示意圖見圖1。②由兩套交流變頻調(diào)速系統(tǒng)分別控制作為主從軸的兩臺交流變頻或伺服電動機，兩臺電動機各自提供自己的速度反饋信號。為了保持速度同步，兩電動機軸也須保持剛性連接，其控制示意圖見2。
圖1 直流調(diào)速系統(tǒng)的同步控制
圖2 交流調(diào)速系統(tǒng)的同步控制
這兩種控制系統(tǒng)都屬于位置環(huán)開環(huán)系統(tǒng)，只能依靠軸的剛性連接保持電動機轉(zhuǎn)速或位置的同步，且結(jié)構(gòu)簡單、可靠性較高，我們?yōu)橛脩舾脑斓腂2063銑刨床X軸傳動即采用圖2所示的控制方法。這兩種控制系統(tǒng)對電動機所連接的運動部件的實際位置不做檢測，對于絲杠螺距、聯(lián)軸節(jié)間隙、絲杠扭轉(zhuǎn)、絲杠軸向變形等因素所產(chǎn)生的誤差無法補償，控制精度較差，因此不能應(yīng)用于數(shù)控機床。
1.2 數(shù)控機床的同步控制
數(shù)控機床不同于普通機床的地方，在于數(shù)控系統(tǒng)具有很強的控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對位置、轉(zhuǎn)矩等不同參的控制。由于位置檢測裝置的引入，從而組成了位置速度雙閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)了位置同步控制。數(shù)控機床的同步控制方法可以概括為：將同步電動機的給定位置參考量與兩電動機位置反饋差值的調(diào)整量做比較后，作為被同步電動機的位置參考量，從而完成位置同步控制，其控制示意圖見圖3。
圖3 數(shù)控機床的同步控制
當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)處理器大多采用68020、68040等32位處理器，現(xiàn)正向64位處理器過渡。正是由于CNC系統(tǒng)具有越來越強的計算能力，所以機床的同步控制將具有更佳的性能。當(dāng)前國內(nèi)大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)中都具有伺服軸同步功能。同步軸的測量機構(gòu)，既可以是以光電編碼器為測量機構(gòu)的半閉環(huán)系統(tǒng)、也可以是以光柵尺為測量機構(gòu)的全閉環(huán)系統(tǒng)。
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