基于PC的数控机床全闭环控制系统设计.pdf

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1、2013年10月机床与液压0ct．2013第41卷第19期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．41No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．19．033基于Pc的数控机床全闭环控制系统设计叶华聪(贵州1大学机械工程学院，贵州I贵阳550025)摘要：提出一套能在线监测、实时控制的数控机床全闭环自适应伺服控制系统的解决方案。构建“Pc+自适应控制器”模式，在线检测工件的精度指标或者引起误差的因素，并将检测信号反馈回数控系统，经过数控系统的自动处理，实时调整切

2、削加工参数，从而使所检测的误差因素保持在合理的范围，以提高加工零件的精度。采用适应当前数控机床发展潮流的基于Pc机的开放式计算机数控系统，实现了由软件来完成设定的功能，并且大大提高了数控系统的自动化程度和自适应控制能力。关键词：数控机床；实时控制；全闭环；自适应；伺服控制中图分类号：TP273+．2文献标识码：B文章编号：1001—3881(2013)19一l16—3DesignofFull-closedLoopControlSystemforCNCMachineToolBasedonPCYEHuacong

3、(CollegeofMechanicalEngineering，GuizhouUniversity，GuiyangGuizhou550025，China)Abstract：Asetofsolvingschemeoffu11一closedloopadaptiveservocontrolsystemofCNCmachinetool。whichcouldon—linemo—nitorandreal—timecontro1．wasproposed．The“PC+self-adaptioncontroller”mod

4、ewasbuilt．throughwhichtheaccuracyindexoftheworkpieceorfactorscausingerrorwereon—linedetected．ThedetectedsignalwasfedbacktoCNCsystem．Throughautomaticpro—cessingofCNCsystem，thecuttingparametersweretimelyadjustedinorderthatthedetectederrorfactorswereremainedw

5、ithinarea—sonablelimits，SOtheworkpieceaccuracywasimproved．Anopen—CNCsystembasedonPCwasadoptedinordertomeetthecurrentdevelopmenttrendofCNCmachinetoo1．Allofthescheduledfunctionswereaccomplishedbysoftware．Furthermore，thedegreeofautomationandtheabilityofself—a

6、daptivecontrolweregreatlyimproved．Keywords：CNCmachinetool；Real—timecontrol；Full—closedloop；Self-adaption；Servocontrol位置和速度伺服系统扰动细长轴的特点是刚性比较差，在受到径向力时会弯曲，甚至振动⋯。传统的封闭式专用数控系统没有强有力的体系结构支撑平台，无法胜任可靠的软件扩展功能，不利于发挥数控机床自动控制、高效加工的图1传统机床数控系统优势。机床自适应控制方法将从误差产生的源头来解决高精度细

7、长轴的加工精度难题。控制的主体拟采用1．2数控机床全闭环控制系统PC机，构建一个开放式计算机数控系统，由软件来机床自适应控制是全闭环的伺服控制，它实际上完成主要的功能，在数控机床上切削高精度细长轴的是基于实际加工状态变量的在线监测和实时控制来调过程中，在线检测并实时调整输出量，由伺服系统控节加工参数(切削速度、进给量等)。这样，就可消制支架跟随变化的信号适时运动，始终保持恒定的加除加工过程中机床状态变化和外界扰动的影响，以优工尺寸，从而保证良好的精度。化加工过程、提高生产效率和产品质量，如图2所1数控机床全

8、闭环控制系统的提出示。位置和速度伺服系统扰动1．1传统数控系统的不足与挑战如图i所示，传统的机床数控系统实际上是半闭菘厂———]缸l帮环控制系统，通过位置和速度反馈实现伺服控制，加工时机床数控系统所显示的加工数值仅仅是机床自身(优化计算)器卜r卜-]堡苎墨的运动精度，根本就不是零件的真正适时精度。虽1——1——约柬条件_JL控制条件然实现了加工过程的自动化进程，却没有实现加工精性指标度的自适应控制。图2数控机床全