数控机床轮廓误差插补预测补偿控制研究.pdf

第 1期 组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术 N0．1 2012年 1月 M odularM achineTool AutomaticM anufacturingTechnique Jan．2012 文章编号 ：1001—2265(2012)01—0047—04 数控机床轮廓误差的插补预测补偿控制研究 滕福林 ，李宏胜 ，温秀兰，陈 桂 (南京工程学院 自动化学院，南京 211100) 摘要 ：伺服 系统的基本原则是闭环控制 ，跟踪误 差必然存在 。如果 多轴联动设备上使用伺服 系统驱 动进给轴，跟踪误差会引起加工轮廓误差。高精度数控机床要求轮廓误差越小越好。文章在定位过 程中的伺服 系统位置跟踪误差曲线等效成梯形曲线的基础上，从插补控制器着手研 究跟踪误差的预 测补偿控制。试验结果证明该控制方法简单有效。 关键词 ：数控机床 ；轮廓误差；插补控制；预测补偿 中图分类号 ：TH162；TM351 文献标识码 ：A Researchon InperpOlatiOnForecastCompensation ControlaboutContourErrorofCNC M achine TENG Fu-lin，LIHong-sheng，WEN Xiu—lan，CHEN Gui AutomationDepartmentofNanjingInstituteofTechnology，Nanjin211100，China) Abstract：Closed—loopcontrolisoneofbasicprinciplesofservosystem ，whichwillproducetrackinger— ror．Iftheservosystem isused inmulti-axismotioncontrolmachine，suchasCNC ，contourerrorexists inevitably．High—performanceCNC requiressmallestcontour—errorvalue．Inthispaper，Positiontracking errorisequvalenttotrapezium curve inapositioningprocessand anovelforecastcompensationcontrol method isproposedtodecreasethecontourerror．Theexperimentalresultsprovethatthemethod isnot onlysimpletorealizebutalsopractica1． Keywords：CNC ；contourerror；inperpolationcontrol；forecastcompensation 偿控制。其中前馈控制用 以减小伺服驱动系统本身 O 引言 位置跟踪误差 ，提高伺服系统跟踪性能”。；交叉耦 与步进驱动系统相 比，正弦波永磁 同步电动机 合控制直接把轮廓误差作为控制 目标 ，在多轴联动 伺服系统 (简称交流伺服系统)具有环保 、节能、快 场合的各轴之 间引入耦合 因素 ，通过各轴之间的协 速、高精度的优势 ，但同时也存在跟踪误差较大 的问 调匹配 ，以减小轮廓误差 ；预测补偿控制 是通 题。数控机床上 ，在某一加工速度下，交流伺服系统 过复杂的理论和方法对可能造成轮廓误差 的各种 因 跟踪误差 的大小将直接决定加工 目标的轮廓误差大 素进行估计并补偿 ，例如基于一次模型平滑预测与 小。对于高精度数控机床 ，当然希望实际加工轮廓