锥度微钻加工设备的伺服控制技术的研究

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交流伺服系统如今以其优异的性能已得到广泛的应用,在锥度微钻加工平台中,交流伺服系统作为连接控制器与机械加工的重要部分,它的控制性能直接影响到零件的加工精度。因此提高交流伺服系统的控制性能有非常重要的意义及作用。本文研究的对象为以交流伺服系统为主的工业数控机床,可控制四轴电机加工锥度微钻。为了提高交流伺服系统的控制性能,文章建立了交流伺服系统的数学模型,并使用了i_d=0的转子磁场定向矢量控制策略。对于加工系统的机械部分,本文根据其结构建立了机械传动部分的数学模型,以此作为提高交流伺服系统PID闭环整定的基础。在建立了数学模型的基础上,建立了交流伺服系统电流环、速度环、位置环的三闭环结构模型,计算了三闭环调节器的参数,并根据计算结果对加入机械负载的交流伺服进行仿真。为了进一步提高机床的加工精度,本文从优化数控编程及机床误差着手。通过使用最小偏差法编写二维插补程序,并在此基础上设计了控制三轴电机的三维插补程序。通过实验测量机床的反向间隙,并根据实际情况设计反向间隙补偿方式。本文对加工系统的整体架构进行设计。在硬件方面,介绍了运动控制器及其使用,并给出了加工平台的整体接线图。在软件方面,编写了锥度微钻的完整加工程序,并在文章中给出了软件部分各个功能的流程图。最后对加工平台硬件及软件进行调试,通过大量的观察及实验测试,证明了所设计交流伺服系统的可靠性,控制算法及软件程序的可行性及精确性。
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