进给伺服系统

摘要： 随着我国的经济在快速的发展,社会在不断的进步,所谓数控卧式镗铣床,作为一种可自动运转的加工设备,在普通铣床中实现了数字控制系统的融合,在这种系统控制的状况下,可以充分保证精准的铣削加工,为数控技术的完善以及技术的创新提供参考。结合数控卧式镗铣床技术,对设备系统的组成进行分析,主要包括了主传动系统、数控卧式回转工作台、数控系统以及进给伺服系统等。对于机电-体化技术而言,通常会将机械技术、信息技术以及电工电子技术.等作为重点,通过微电子传感技术的分析以及改造技术的运用,进行技术的有机整合,实现机电-体化技术在数控镗铣床改造中的有效运用,积极促进机电-体化技术的智能化发展。

摘要： 针对数字控制机床进给伺服系统中常规PID控制器整定效果不理想,实用性差、加工精度低的问题,文中在某型数控铣床的基础上,对其进给伺服系统的PID控制器进行了研究.首先对系统电路进行了改进,设计得到模糊PID控制器,并选择确定核心元件,建立了PID误差控制补偿模型.然后基于PID优化理论,应用模糊自适应技术实现对PID参数的整定与优化.对模型的仿真计算结果表明,该方法能够有效减少系统误差补偿控制的调节时间,提高系统的整定效率,增强系统的抗干扰性能.

摘要： 针对伺服系统传动机构中摩擦对系统控制精度的影响问题,提出了一种遗传算法与模糊控制复合方法.建立了Stribeck+静摩擦力模型,设计了一种基于遗传算法的模糊补偿控制器,并将模糊补偿控制器应用于伺服系统中进行仿真.仿真结果表明,此方法不仅可有效抑制摩擦力对数控进给伺服系统的非线性作用及系统的低速爬行现象,而且可提高进给伺服系统的动态性能.采用不同的初始控制规则进行分析后发现,设置的初始值对遗传算法的收敛速度和系统的摩擦补偿均具有良好效果.

摘要： 针对具有非线性摩擦和有界外部扰动的进给伺服系统,设计了一种自适应滑模控制器.该控制器采用自适应算法建立了摩擦力的线性边界,将其作为滑模控制项增益,利用滑模控制项补偿摩擦和外部扰动,使系统跟踪误差渐进收敛于要求的允差内.基于Lyapunov稳定性理论证明了闭环控制系统的全局稳定性.仿真结果表明该控制器能有效补偿摩擦和外部扰动,相对于传统的PD和PID控制,显著提高了进给伺服系统的跟踪精度,并对系统参数和摩擦的不确定性具有一定的鲁棒性.%An adaptive sliding mode controller is presented for the feed servo system with nonlinear friction and bounded external disturbances.The controller has a sliding control input to compensate the friction and external disturbances so that the tracking error convergences asymptotically to the preassigned boundary.The gain of the sliding control input is adjusted using adaptive algorithms to estimate the linear bound of the friction.The global stability of the closed loop control system is established via Lyapunov's stability theorem.Finally,simulation results have verified that the proposed controller can compensate the friction and external disturbances effectively.Compared with the traditional Proportional-integral-differential (PD and PID) controllers,it enhances significantly the tracking accuracy of the servo system,and has robustness to the uncertainty of the system parameters and friction characteristics.

摘要： 针对机床进给伺服系统定位精度预测的难点,分析了进给伺服系统机械传动系统定位误差增长的原因,提出了一种定位误差预测的方法.在Adams中建立进给伺服系统动力学仿真模型,得到不同初始状态下的定位误差值,基于BP神经网络建立工作台与螺母座间隙、滚珠丝杠倾斜度、工件负载与定位误差之间的映射模型,根据映射模型提出对定位误差预测的方法.利用所建立的精密运动可靠性试验平台进行验证,证明了该方法的正确性和有效性.

摘要： 数控机床的伺服进给系统针对传统方法在控制器参数整定中出现的问题,引入了粒子群(PSO)优化算法与PID控制器,并提出了三种优化粒子群算法.将三种算法用于简化后的伺服进给系统中,并在SimuLink环境下进行了对比仿真实验.结果表明,改进型PSO算法的PID控制改善了伺服系统的动态性能,具有超调量小、鲁棒性强和稳态精度高等优点.

摘要： 设计并实现了基于轮廓最优圆逼近方法的轮廓误差估计模型,该模型克服了常规方法对于任意加工曲线,廓误差计算过程复杂、计算量大、难以应用到实时任务的缺点,通过实时读取数控机床的位置反馈值和插补器的指令数据估算出轮廓误差值,结合双模糊变论域自适应控制算法,应用于两轴数控系统并实时补偿各单轴控制器,实现对复杂加工过程轮廓误差实时估算并补偿.在实验数控机床上加工两种典型轮廓,对比实验表明,所提出的基于轮廓最优圆逼近方法的双模糊变论域轮廓误差控制方法能有效减小加工轮廓误差,有更高的轮廓精度.

摘要： 是数控机床中最简单的伺服系统，执行元件一般为步进电机，开环控制系统没有位置检测元件，伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令脉冲，经驱动电路功率放大后，驱动步进电动机旋转一个角度，再经传动机构带动工作台移动。这类系统信息流是单向的，即进给脉冲发出去以后，实际移动值不再反馈回来，所以称为开环控制。

摘要： 近些年来,数控机床进给系统的爬行问题一直困扰着机床行业,且随着进给伺服系统操作精密化和理论研究的深入,低速摩擦的作用不容忽视.因此,对数控加工设备的进给伺服系统建立正确的综合考虑机械参数、控制参数和摩擦非线性的动力学模型,深入分析复杂的低速摩擦特性对系统动态特性及稳定性的作用机理和影响规律,是提高进给系统工作性能的关键方法.本项目旨在探寻低速摩擦对进给系统的作用机理,总结其影响规律,为进给伺服系统动力学研究提供理论依据.从力学模型、问题侧重点和研究方法上分析了几种进给系统力学模型及其特点;基于单自由度力学模型，利用临界爬行速度一进给位置关系曲线和图形匹配技术，分别提出了进给系统结构参数辨识、Stribeck摩擦模型参数的非线性优化方法和改进链码特征识别法;利用泰勒级数将Stribeck摩擦模型进行极限逼近，根据判稳条件，获得了含摩擦系统出现极限环的条件;建立含中间传动环节的进给伺服系统的多自由度力学模型和数学模型，找出机械传动系统中的刚度薄弱环节;结合Lucre摩擦模型，较为全面的给出了摩擦对系统等效粘性阻尼的贡献、影响系统等效粘性阻尼大小的影响因素及规律;建立了高速滚珠丝杠副磨损的微接触模型和预紧力减小的数学模型，得到了轴向载荷和丝杠转速对接触面处磨损频率、单粗糙峰的磨损深度及有效接触率的影响规律;提出PID+前馈控制补偿方案，能够最大程度的提高系统的跟踪性能和定位性能;采用ML10双频激光干涉仪对某重型数控镬车床横向进给系统进行了现场测试，为理论分析提供了实验数据。

摘要： 在介绍BP神经网络结构和学习算法的基础上,给出了一种数控机床进给伺服系统基于BP神经网络的自整定PID控制算法,并设计了基于BP神经网络自整定PID控制器的结构.在Matlab仿真中证实,该算法减小了系统的调节时间,提高了系统的响应速度、抗干扰能力和对被控对象参数变化的适应能力.

摘要： 从原理上说，数控机床的伺服系统应包括从位置指令脉冲给定到实际位置输出的全部环节，即包括位置控制、速度控制、驱动电机、检测元件、机械传动部件等部分。但在很多系统中，为了制造方便，通常将伺服系统的位置控制部分与CNC装置制成一体，所以，人们平时习惯上所说的机床伺服进给系统，一般是指伺服进给系统的速度控制单元、伺服电动机、检测元器件部分，而不包括位置控制部分。在多年维修工作中，处理过许多有关数控机床进给伺服系统的故障，本文现针对进给伺服系统的常见故障做了归纳总结。

摘要： 本文通过典型伺服系统位置控制过程的原理分析,结合其该部位所发生的故障分析,采取合理的方法有效,快速排除故障,同时带给人们相应的启发和思考。

摘要： 本发明属于机床进给系统建模技术领域，公开了一种数据驱动的机床进给伺服系统机器学习建模方法及系统，设计训练集轨迹，采集运行结果；根据速度v构建非线性摩擦特征ft

摘要： 本公开提出一种双直线电机差动微进给伺服系统及同步控制方法，包括：控制上工作台直线电机A及控制下工作台永磁直线电机B；其中，所述直线电机B驱动下工作台直线运动，所述直线电机A驱动上工作台直线运动，两者运动瞬时速度大小近乎相等，方向相反，通过两者的宏观运动叠加，上、下两工作台差动合成微量进给，从而避开爬行现象的影响；这种新型微进给系统的研究，对数控装备新概念设计、加工性能提高、超精密加工技术发展，具有深远意义。

摘要： 本公开提出了一种履带导轨驱动微量进给伺服系统及同步控制方法，包括：工作台伺服电机A及履带导轨伺服电机B；其中，所述工作台伺服电机A带动滚珠丝杠并驱动工作台直线运动，所述履带导轨伺服电机B带动履带式导轨运动，两者运动瞬时速度大小相等，方向相同，保证工作台与履带导轨实现瞬时同步。从根本上消除直线运动的爬行。这种新型进给伺服系统表现出来的优异特性，用于当今数控装备制造业，可以极低的制造成本，获得极高的机床精度和性能。

摘要： 本发明提供一种新型高精度微量进给伺服系统及控制方法，提出了宏宏双驱动高精度微量进给伺服系统，实现超精密、高精度加工中的精确微小位移控制。本发明使“驱动丝杠”和“驱动螺母”的两个电机都避开因材质固有属性决定的易于产生“蠕动”爬行的低速工作区，而工作在两个转速几近相等、转向相同的两个较高的“宏动”转速区，通过新型的可逆驱动机构的运动叠加合成获得执行件的“微动”进给。克服了目前数控机床单元坐标轴因非线性爬行影响难以获取精确、均匀的微量进给弊端。同时具有大行程、高刚性、高精度、大载荷、易控制。本发明专利可构成单轴、多轴高精度运动控制平台，用于各行业、各类高精度加工、跟踪及检测场合的高端数控机电装备。

摘要： 本发明属于机床进给系统建模技术领域，公开了一种数据驱动的机床进给伺服系统机器学习建模方法及系统，设计训练集轨迹，采集运行结果；根据速度v构建非线性摩擦特征ftfric；选择神经网络的类型和结构，确定网络层数和每层神经单元数；构建电信号预测网络和进给系统输出预测网络，训练神经网络，得到训练好的电信号预测网络和进给系统输出预测网络；将目标轨迹的特征输入训练好的电信号预测网络和进给系统输出预测网络，得到目标轨迹的输出预测结果；利用模型输出的目标轨迹预测结果对目标轨迹进行预补偿，得到预补偿后的轨迹命令。本发明利用中间量和构建的非线性摩擦特征提高了数据驱动的进给系统的建模精度和预测精度。

摘要： 本发明公开一种消除直线进给伺服系统自激振动的实现方法，涉及超精密加工技术领域，本发明包括以下步骤：步骤一，计算电机电磁转矩谐波频率；步骤二，测试双直驱直线进给系统的固有频率；步骤三，计算转矩谐波激发进给系统振动的振动速度点；步骤四，双直驱直线进给系统的动力学建模；步骤五，双直驱直线进给系统的控制系统设计；步骤六，依据工作台的指令速度是否等于转矩谐波激发进给系统振动的振动速度，确定驱动方式、丝杠电机和螺母电机的指令速度分配比。本发明解决了超精密加工过程中由于进给系统本身输出转矩谐波引起进给系统速度波动导致工件表面加工质量差的难题，能够实现超精密加工过程中的高精度直线运动，显著提高工件的加工质量。

摘要： 本发明公开了履带式导轨双驱动微量进给伺服系统建模及仿真方法，解决了现有技术中并没有对双驱动微量进给系统展开分析研究的问题，具有能够有效分析微量进给伺服系统中工作台在不同驱动工况下的进给性能和响应性能的有益效果，具体方案如下：履带式导轨双驱动微量进给伺服系统建模及仿真方法，包括通过集中参数法对履带式导轨双驱动微量进给伺服系统的各结构件进行分析，建立对应的物理模型，通过物理模型建立机电耦合动力学模型；通过机电耦合动力学模型建立的传递函数，利用传递函数框图表征履带式导轨双驱动微量进给伺服系统的运动关系；通过仿真分析得出不同进给速度对履带式导轨双驱动微量进给伺服系统动态性能的影响。

摘要： 本公开提出一种双直线电机差动微进给伺服系统及同步控制方法，包括：控制上工作台直线电机A及控制下工作台永磁直线电机B；其中，所述直线电机B驱动下工作台直线运动，所述直线电机A驱动上工作台直线运动，两者运动瞬时速度大小近乎相等，方向相反，通过两者的宏观运动叠加，上、下两工作台差动合成微量进给，从而避开爬行现象的影响；这种新型微进给系统的研究，对数控装备新概念设计、加工性能提高、超精密加工技术发展，具有深远意义。

摘要： 本公开提出了一种履带导轨驱动微量进给伺服系统及同步控制方法，包括：工作台伺服电机A及履带导轨伺服电机B；其中，所述工作台伺服电机A带动滚珠丝杠并驱动工作台直线运动，所述履带导轨伺服电机B带动履带式导轨运动，两者运动瞬时速度大小相等，方向相同，保证工作台与履带导轨实现瞬时同步。从根本上消除直线运动的爬行。这种新型进给伺服系统表现出来的优异特性，用于当今数控装备制造业，可以极低的制造成本，获得极高的机床精度和性能。

摘要： 本发明提供一种新型高精度微量进给伺服系统及控制方法，提出了宏宏双驱动高精度微量进给伺服系统，实现超精密、高精度加工中的精确微小位移控制。本发明使“驱动丝杠”和“驱动螺母”的两个电机都避开因材质固有属性决定的易于产生“蠕动”爬行的低速工作区，而工作在两个转速几近相等、转向相同的两个较高的“宏动”转速区，通过新型的可逆驱动机构的运动叠加合成获得执行件的“微动”进给。克服了目前数控机床单元坐标轴因非线性爬行影响难以获取精确、均匀的微量进给弊端。同时具有大行程、高刚性、高精度、大载荷、易控制。本发明可构成单轴、多轴高精度运动控制平台，用于各行业、各类高精度加工、跟踪及检测场合的高端数控机电装备。