標題: 剛性控制原理探討 [打印本頁] 作者: 夏衛(wèi)東 時間: 2014-7-22 11:31 標題: 剛性控制原理探討 剛性控制原理的投稿原件1 G _; W5 |% t+ [$ r7 T
" B4 J7 e3 _ p: L. @
機電控制的剛性控制原理,，以單一的一根絲桿為例：用該絲桿完成軸上某一點的自動定位,，定位的位置信號不論是電磁條或盤類讀數器，由自動控制原理可知在定位后絲桿和螺母都處于振動狀態(tài)下的。+ ^! A) `' @/ ^$ Y
' p7 G9 p% b$ k% p) y) b! `# Q( n! X這是在一個伺服電機的情況下產生的絲桿和螺母之間的振動,，這種振動是不考慮機床振動和其它因素的振動只談機電控制下絲桿和螺母之間的振動因素影響其精度原因,。這種絲桿和螺母之間的振動產生的主要因素是絲桿和螺母之間的間隙使之有振動的空間,，也沒有限制其振動能量的裝置,，如果只加阻尼只能限制其振動波值，但是能延長振動時間在延長這段時間內還會出現振動能量的疊加使振動時間進一步延長,，有海浪振動的實驗說明振動能量的疊加會出現風狗浪,，因此加阻尼不能減少振動只能減小振動波的最大值，并且還有不確定的因素（例如風狗浪）,。 ! A) L8 D5 _7 Z- R ( v. g' L& B( O+ d剛性控制原理在機電控制下是如何起到穩(wěn)定精度得主要因素和原理,。8 d, i: }, J* v" a
8 `. G" e6 v; Y3 A2 i7 V
首先簡單的闡述剛性控制原理，就是在X軸上采用兩個伺服電機,，一個伺服電機是提供X軸上定位的能量,，另一個伺服電機是扭矩電機是提供與X軸上定位的能量相反的扭矩能量并與移位伺服電機產生的振動能量產生相互對立的振動能量，使絲桿和螺母之間產生無振動的空間的剛性配合,，剛性控制原理實際就是利用機構產生相互對立的振動能量這種相互對立的振動能量相互消耗從而達到減振目的裝備,；這與風狗浪產生的原理不同，風狗浪是相同方向的多個振動能量產生疊加原理形成風狗浪,。5 G+ w; m. T, h* y
/ N+ l8 W4 Z# l7 H. E) N4 r+ }6 ?
從工程力學的角度的原理中可知機構之間的絕對剛性配合是會損壞機構的結構和零部件,，但是我闡述的剛性控制原理從控制過程上講并非絕對剛性配合，因為錯鋒了最大貫性的振動能量,，準確的對剛性控制原理的利用方法因該是像衛(wèi)星收回軟著陸一樣的剛性配合原理的使用，也就是利用機構自身產生相互對立的振動能量這種相互對立的振動能量相互消耗從而達到減振目的裝備,。' e* `+ w3 }4 d4 s# f, s% j
8 n7 |7 o l/ ~/ J$ E7 W先闡述剛性控制原理最簡單的機構,，且X軸上采用兩個伺服電機,，一個伺服電機是為提供X軸上定位的能量，另一個伺服電機是扭矩電機是提供與X軸上定位的能量相反的扭矩能量并與移位伺服電機產生的振動能量產生相互對立的振動能量,，使普通絲桿和普通螺母之間產生無振動的空間的剛性配合,，從而使機構產生相互對立的振動能量這種相互對立的振動能量相互消耗從而達到減振目。3 P# Q* e, l! g3 o( v" z
' T) N5 y: ^! d- T2 S# d, B2 `以數控中拖板的普通絲杠為例：首先闡述結構,；與中拖板連接的可調間隙的普通螺母比普通的要長因為在中拖以可調間隙的螺母之間要加入一個扭矩伺服電機的普通絲桿套和普通絲桿,。扭矩伺服電機的普通絲桿套和普通絲桿；其普通絲桿套的外形是兩個有臺階小外圓先車削出三個外圓第一個外圓作大臺階的外圓,，第二個外圓作銑削加工成方型的外圓,，第三個外圓車螺紋用作扭矩電機的另一個方向的剛性控制，內部是普通通孔螺紋,；用銑床進行銑削加工中間外圓成方型的絲桿套臺階為大外圓其有R退刀槽,，內部是普通通孔螺紋與普通絲桿配合；其絲桿還是普通絲桿,；其方的通孔鋼件用線切割,，青銅件不量產用鉗工量產用銑床進行銑削加工。 ( q6 {; N' |0 B6 m7 o' R& L0 J9 v# @& `) _* ?& F
另外一個伺服電機就是為提供中拖板的移位精度的普通絲桿和普通螺母形狀還是老式的,。在闡述剛性控制原理在該機構的運行方法,，先是扭矩伺服電機解鎖，扭矩伺服電機與另外一個伺服電機有1mm以上的間距同步轉動把中拖板移動到需要的位置時,，扭矩伺服電機反轉用一定的扭矩量鎖住可調間隙的螺母與絲桿的間隙使之剛性配合,。因為扭矩伺服電機反轉到位需要一定的時間所以自動控制中機構產生的最大的摜性振動能量峰值得以錯峰，并且扭矩伺服電機反轉到位也是處于振動之下,。因此機構自身產生的相互對立的振動能量這種相互對立的振動能量相互消耗從而達到減振目,，具體用多大的中拖板移位速度值其產生的振動能量與具體用多大的反向的扭矩值產生的振動能量相互對立，并且是最佳振動能量配合才能產生最佳的減振效果的數據因作者財力有限無法得到實驗數據,，具體的減振能達到什么樣的效果的減振數據因作者財力有限無法得到實驗數據,，還是留給有心鉆研的人做實驗數據，不會產生風狗浪,。所以剛性控制原理的實值是利用兩個相對立機構產生的相互對立振動波幅相互消耗能量達到減振的功能,，因此剛性控制原理實際就是利用機構自身產生的相互對立的振動能量這種相互對立的振動能量相互消耗從而達到減振目的裝備。1 _( j8 R; [. h# L# c
: d6 Q% \& w% C$ Y% R: h5 G在闡述一個簡單的差螺距傳動使用剛性控制原理的簡單控制機構,，在傳統(tǒng)的差動螺紋的機構上使用兩個伺服電機,，一個伺服電機與差動螺紋的絲桿和兩個螺母機構直接聯接，另一個扭矩伺服電機與產生反向振動能量的普通絲桿和移位螺母的機構聯接,。扭矩伺服電機的絲桿套和絲桿,；其絲桿套的外形是兩個有臺階小外圓先車削出三個外圓第一個外圓作大臺階的外圓。第二個外圓作銑削加工成方型的外圓。第三個外圓車螺紋用作扭矩電機的另一個方向的剛性控制,，內部是通孔普通螺紋,；用銑床進行銑削加工中間外圓成方型的絲桿套臺階為大外圓其有R退刀槽，內部是通孔普通螺紋與普通絲桿配合,；其普通絲桿還是老式普通絲桿,；不同之處在轉動扭矩的普遍絲桿套與差動機構的移動螺母的方形通孔之間多了一個位置信號電磁條。只有這樣的裝置才能使扭矩伺服電機與另外一個伺服電機有0.2mm以上的間距同步移動把小型拖板移動到需要的精確位置時,；其移動螺母的方形通孔鋼件用線切割,。% W5 |& V( `, M9 a- `) R
; a( }1 p* }6 c; s
另外一個伺服電機與差動螺紋的絲桿和兩個螺母機構直接聯接就是為提供小型拖板的移位精度的差動絲桿和兩個螺母形狀還是老式的。在闡述剛性控制原理在該機構的運行方法,，先是扭矩伺服電機解鎖,，扭矩伺服電機與另外一個伺服電機有0.2mm以上的間距同步移動把小型拖板移動到需要的精確位置時，扭矩伺服電機反轉用一定的扭矩量鎖住差動絲桿和螺母之間的間隙使之剛性配合,。因為扭矩伺服電機反轉到位需要一定的時間所以自動控制中機構產生的最大的摜性振動能量峰值得以錯峰,，并且扭矩伺服電機反轉到位也是處于振動之下，因此機構還是自身產生的相互對立的振動能量這種相互對立的振動能量相互消耗從而達到減振目,，具體用多大的小拖板移位速度值其產生的振動能量與具體用多大的反向的扭矩值產生的振動能量相互對立的最佳振動能量配合才能產生最佳的減振效果的數據因作者財力有限無法得到實驗數據,，具體的減振能達到什么樣的減振效果的數據因作者財力有限無法得到實驗數據，還是留給有心鉆研的人做實驗數據,。, t% O v: U+ A" I+ u( O& P6 V% e
- R- f- p9 s' U再闡述滾珠絲桿的剛性控制原理的控制機構,。滾珠絲桿加歨進電機控制小型拖板的移動機構，由于移動速度高因此慣性沖擊振動大,；由于滾珠絲桿的特殊R形狀,，因此只要滾珠絲桿的剛性夠是能夠承受很大的軸向慣性沖擊振動；因此在滾珠絲桿使剛性控制原理的控制機構,，其滾珠絲桿的軸向抗彎強度要高這是區(qū)別其它普通絲桿的主要特征,。先闡述滾珠絲桿的剛性控制原理的控制機構組成。第一個歨進電機,，是帶動小型拖板進行精確移位的滾珠絲桿和滾珠螺母的一個機構,；第二個扭矩歨進電機要和帶動小型拖板進行精確移位的滾珠絲桿和滾珠絲桿螺母的一個機構組合在一起，組合方法和剛性控制原理最簡單的機構的另一個伺服電機是扭矩電機是提供與X軸上定位的能量相反的扭矩能量并與移位伺服電機產生的振動能量產生相互對立的振動能量組合有些相同,，不同之處在于滾珠絲桿螺母是用細牙內螺紋和螺母固定在絲桿套內,，而且扭矩歨進電機也用的是滾珠絲桿。9 u) v: I C& b, D* V
4 U: d" a+ K \9 w$ ~) U% `2 L" e再談滾珠絲桿剛性控制控制機構其剛性控制原理的運用,；滾珠絲桿加歨進電機控制小型拖板的移動機構,，由于移動速度高因此慣性沖擊振動大，因此滾珠絲桿采用了起歨高速快到需要精確移位的位置點時降速運動到精確位置點,；先解鎖,，然后移位歨進電機和扭矩歨進電機與2mm的差距距離同歨運動,，快到位置點時同歨降速，精確的移動到需要的位置時,，扭矩歨進電機反轉產生相互對立的振動能量,，利用機構本身產生的相互對立的振動能量相互消耗振動能量達到消振的目標,，也就是振動能量消耗型的剛性控制原理,，以上述兩個機構不同的是滾珠絲桿的剛性控制機構其振動能量大得多，但是具體大多少其數據因作者財力有限無法得到實驗數據,，還是留給有心鉆研的人做實驗數據,。 C' L2 w; @# I, h0 g7 |6 _