[發明專利]一種全閉環伺服系統的數控機床反向間隙監測方法

有效

• 申請號: 201310736937.0
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103753351A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 林京;史生宇;王琇峰;趙明
• 申請（專利權）人: 西安瑞特快速制造工程研究有限公司
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00;G01B21/16
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種全閉環伺服系統的數控機床反向間隙監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，伺服軸在測試反向間隙的行程內以速度v勻速正向進給，同時利用編碼器采集卡基于同一采樣頻率f測試電機位置x_m(t)和工作臺位置x_l(t)，f的選取需滿足奈奎斯特采樣定理；

步驟2，在步驟1測試中，電機起始位置坐標為a，終點位置坐標為b，則可構造為首項是a，末項是b，間距是D的確定等間距電機位置值序列x_m(n)作為插值點序列，也即參考位置序列，其中D<vf;]]>

步驟3，根據等時間采樣的電機位置序列x_m(t)和工作臺位置序列x_l(t)，利用三次樣條插值重新計算等間隔電機位置序列x_m(n)處的工作臺位置序列x_l+(n)，得到正向進給時工作臺位置—參考位置圖，即x_l+(n)—x_m(n)曲線；

步驟4，伺服軸在測試行程內勻速反向進給，然后重復步驟1至步驟3過程，計算反向進給時參考位置x_m(n)處的工作臺位置序列x_l-(n)，得到反向進給工作臺位置—參考位置圖，即x_l-(n)—x_m(n)曲線；

步驟5，步驟3與步驟4分別得到了電機正、反向運動時，參考位置x_m(n)處的工作臺位置序列x_l+(n)與x_l-(n)，兩次所測的不同工作臺位置序列差值就表征了參考位置處x_m(n)的反向間隙序列c(n)：

c(n)=x_l-(n)-x_l+(n)???（1）

由此得到參考位置—反向間隙曲線，即x_m(n)—c(n)曲線；

步驟6，以反向間隙c(n)的最大值c_max作為反向間隙監測值；

步驟7，由反向間隙計算輪廓誤差：

設定兩軸聯動進給速率均是V，1號軸改變進給方向存在反向間隙c_max，2號軸沒有改變方向不存在反向間隙，兩軸速度穩態誤差系數同為K_v，則此時輪廓誤差E_coutouting與反向間隙c_max存在以下關系：

Ecoutouting=2cmaxVKv-VKv2---(2)]]>

步驟8，設定輪廓誤差的允許值為E，其他參數如步驟7中所定義，則反向間隙的允許值C由下式計算：

C=Kv(2E+VKv)22V---(3)]]>

步驟9，比較E_coutouting與E、或c_max與C的大小，若E_coutouting<E、或c_max<C，則反向間隙輪廓誤差在機床允許輪廓誤差內，反向間隙過大，需要減小反向間隙的大小。