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      經(jīng)濟型數(shù)控車床的閉環(huán)控制

      2017-06-02 23:15:13吳開旭
      青年時代 2017年13期
      關鍵詞:拖板經(jīng)濟型開環(huán)

      吳開旭

      摘 要:經(jīng)濟型機床的運作過程中,需要較多的技術支撐,其中的閉環(huán)控制措施則是其中的典型,這一技術類別的應用與經(jīng)濟型數(shù)控車窗的運作需求相符合,而筆者則針對經(jīng)濟型數(shù)控車窗的閉環(huán)控制方式進行了相應的分析和探析,以下為詳述。

      關鍵詞:經(jīng)濟性數(shù)據(jù)車床;閉環(huán)控制措施

      步進式電機驅(qū)動數(shù)控車床的應用中,具備諸多的優(yōu)勢,比如,價格較低,這一數(shù)控車床類型常被稱為經(jīng)濟型數(shù)控車床,這一車床類型一般都是開環(huán)類別的,開環(huán)控制措施在實際的應用中,常會體現(xiàn)出相當程度的穩(wěn)定性、低廉以及應用手段極為成熟,除此之外,還存在著諸多的問題,也具有諸多的缺陷,較為顯著地就是精度極低,鑒于此,筆者對新型步進電機閉環(huán)控制系統(tǒng)等,最終達到車床的控制精準度。

      一、對于閉環(huán)控制原理概念分析

      經(jīng)濟型數(shù)控車床的閉環(huán)控制原理一般可以體現(xiàn)在開環(huán)系統(tǒng)的運作中,再加之直線光柵作為線位檢查元件,將其作為車床拖板的位移方式作為實地反饋信息,而后應用相關的軟件類型,對控制機床的內(nèi)容進行數(shù)字調(diào)節(jié),最終再落實相應的進給運動方式。

      調(diào)節(jié)氣的閉環(huán)控制系統(tǒng)的運作出現(xiàn)超時現(xiàn)象時,一般都會通過反向運動等將其中易出現(xiàn)的偏差予以抵銷,從而也會導致系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩等現(xiàn)象,這就會致使實際的控制力度不足。車窗的切削加工時,超調(diào)問題則是不允許發(fā)生的,此時,出現(xiàn)了超調(diào)問題,就應當將工件進行切削,最終還會出現(xiàn)諸多的故障問題或是報廢等[1]。

      而要想更好地解決系統(tǒng)超調(diào)問題,就應當從各個層面落實措施。其一,就要應用適宜的方式對各類參數(shù)予以調(diào)節(jié),其二,就是要在進給將要結(jié)束時,就應落實極具針對性的降頻處理方式,促使最終的刀架速度向相應的位置予以運作。這一解決措施極具穩(wěn)定性、落實方式也極為簡易、設計過程中所需的投入也會相對較少。

      步進電機轉(zhuǎn)子的運作中,將會體現(xiàn)出一定的慣性和轉(zhuǎn)動能力,啟動、暫停時間較小,導致電機在實際的信號輸入中,僅過幾毫秒之后就可以達到同步的轉(zhuǎn)速,這時的信號如果切斷,那么,電機也會出現(xiàn)相應的停轉(zhuǎn)問題。

      在此過程中,就要對經(jīng)濟型數(shù)控車床進行全面的考慮。尤其是在實際的改造中,更應當注重車窗的運作情況,其自身的精準度較差,將會致使導軌出現(xiàn)一定的磨損問題,使系統(tǒng)化的工作長度也會出現(xiàn)間隙不一致的問題,最終還會導致反向間隙出現(xiàn)不一致等情況[2]。

      此時的數(shù)字調(diào)節(jié)如果僅僅是常規(guī)類型,那么,將會使調(diào)節(jié)參數(shù)受到相應的影響,即便暫時將參數(shù)確定下來,經(jīng)過時間的推移,也會導致機械的傳動環(huán)節(jié)出現(xiàn)相應的松動問題,此時的參數(shù)也會相應地發(fā)生改變。這時,就則應針對閉環(huán)控制過程中不常用的數(shù)字調(diào)節(jié)器,通過特殊的形式來實現(xiàn)數(shù)字器的調(diào)節(jié),最終將數(shù)字調(diào)節(jié)門的作用體現(xiàn)出來。

      數(shù)字調(diào)節(jié)門事實上,PID數(shù)字調(diào)節(jié)器的應用極為繁雜,其中不涵蓋著微分環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié),比例環(huán)節(jié)的系數(shù)確定一般都是1,實際的工作原理也會表現(xiàn)為指令脈沖數(shù)將反饋脈沖數(shù)大于零時,此時,打開數(shù)字調(diào)節(jié)門,最終還會對系統(tǒng)予以切實的把控,當反饋結(jié)束之后,就應當進行數(shù)據(jù)的實驗判斷。

      二、借助實驗的作用,分析數(shù)控車床的運作情況

      筆者針對一臺經(jīng)過改造的經(jīng)濟型車床作為案例進行分析,其型號為CK-1型閉環(huán)控制系統(tǒng),這一系統(tǒng)的縱向脈沖和橫向脈沖指數(shù)分別為0.02mm以及0.005mm,借助實驗的形式對其進行了下述分析。

      (一)對系統(tǒng)進行精準定位

      從其橫向拖板位置對其精度進行分析,可知開環(huán)系統(tǒng)的實際精度也較差,經(jīng)過分析可知,最大誤差為0.005mm,其閉環(huán)系統(tǒng)的定位穩(wěn)定性也應當盡可能保持在±0.005mm,此外,經(jīng)過實驗之后,可以發(fā)現(xiàn)給進速度帶來定位精度的影響較小,此時,可以借助軟件的作用,逐步實現(xiàn)降頻處理[3]。

      (二)測定拖板反向間隙

      經(jīng)過分析之后,可知車床的橫向和縱向拖板都在200mm的范圍內(nèi)實施反向間隙,同時它的水平坐標也可將拖板的實際位移情況予以分析,這時就要對垂直坐標的反向間隙通過垂直坐標的形式予以表達,具體可以應用粗實線Z對托拖板的間隙情況予以體現(xiàn),應用細實線X對拖板的間隙予以表達,兩條線彼此之間的反向間隙將會在導軌全程呈現(xiàn)著隨機分布的狀態(tài),所以,開環(huán)系統(tǒng)擊斃那自身具備相應的間隙補償性能,同時也會凸顯出固定量,最終也不能對隨機分布的間隙予以有效克服。

      三、結(jié)束語

      綜上所述,筆者對步進電機閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確的控制方式進行了相應的分析,同時它的應用也體現(xiàn)出了較高的性價比,尤其是可以切實對步進機的誤差予以克服,使系統(tǒng)的實際控制精準度和強度滿足了實際的運作需求。

      參考文獻:

      [1]王玉琳.經(jīng)濟型數(shù)控車床的閉環(huán)控制[J].機械制造,2014,42(12):15-16.

      [2]宋欣穎,金鳳鳴.數(shù)控車床全閉環(huán)控制系統(tǒng)的研究與分析[J].機電一體化,2014,20(11):40-42.

      [3]辛艷東.西門子802D數(shù)控系統(tǒng)在機床改造中的應用[J].制造技術與機床,2016,41(5):117-118.

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