[發(fā)明專利]一種基于機(jī)床仿真模型的數(shù)控裝置運(yùn)動(dòng)控制性能測(cè)試系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710619214.0
• 申請(qǐng)日: 2017-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107272661A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳凡;趙歡;丁漢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B23/02
• 分類號(hào): G05B23/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 梁鵬,曹葆青

1.一種基于機(jī)床仿真模型的數(shù)控裝置運(yùn)動(dòng)控制性能測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括仿真模塊、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、性能分析模塊和結(jié)果顯示模塊，其特征在于，

所述仿真模塊模擬實(shí)際機(jī)床與待測(cè)數(shù)控裝置連接，其包括多個(gè)仿真模型，通過(guò)接受來(lái)自該待測(cè)數(shù)控裝置的指令數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述仿真模型對(duì)實(shí)際機(jī)床的各個(gè)伺服進(jìn)給軸的運(yùn)動(dòng)位置和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，從而輸出所述各個(gè)伺服進(jìn)給軸的位置反饋數(shù)據(jù)，

其中，所述仿真模型包括伺服進(jìn)給系統(tǒng)模型、切削力模型、數(shù)控指令單元和位置數(shù)據(jù)輸出單元，所述伺服進(jìn)給系統(tǒng)模型為所述仿真模型的主體部分，用于模擬機(jī)床的各軸運(yùn)動(dòng)特性與機(jī)械特性，所述切削力模型用于模擬實(shí)際加工過(guò)程中各軸方向切削力的大小，所述數(shù)控指令單元用于接收并解析所述待測(cè)數(shù)控裝置發(fā)來(lái)的指令數(shù)據(jù)，所述位置數(shù)據(jù)輸出模塊用于將所述仿真模型計(jì)算得到的各進(jìn)給軸位置數(shù)據(jù)傳遞至所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊；

所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊連接所述仿真模塊和與所述性能分析模塊，該數(shù)據(jù)收發(fā)模塊讀取和采集待測(cè)數(shù)控裝置的數(shù)控指令數(shù)據(jù)以及來(lái)自所述仿真模塊的位置反饋數(shù)據(jù)，并將其傳遞至所述性能分析模塊；

所述性能分析模塊與所述結(jié)果顯示模塊連接，該性能分析模塊接受所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)，并根據(jù)性能指標(biāo)測(cè)評(píng)算法對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，從而得出各性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的值，并通過(guò)結(jié)果顯示模塊輸出和顯示，由此完成對(duì)待測(cè)數(shù)控裝置運(yùn)動(dòng)控制性能的測(cè)評(píng)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)床仿真模型的數(shù)控裝置運(yùn)動(dòng)控制性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述伺服進(jìn)給系統(tǒng)模型為多軸伺服進(jìn)給系統(tǒng)，其包括三個(gè)平動(dòng)和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給軸，每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸為一個(gè)單軸伺服進(jìn)給系統(tǒng)模型。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于機(jī)床仿真模型的數(shù)控裝置運(yùn)動(dòng)控制性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述單軸伺服進(jìn)給系統(tǒng)模型按照實(shí)際的機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行建模，包括位置環(huán)控制器、速度環(huán)控制器、電流環(huán)控制器以及伺服進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)電傳動(dòng)部分。

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于機(jī)床仿真模型的數(shù)控裝置運(yùn)動(dòng)控制性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述伺服進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)電傳動(dòng)部分包括電機(jī)、滾珠絲杠系統(tǒng)、非線性摩擦、聯(lián)軸器間隙。

5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種基于機(jī)床仿真模型的數(shù)控裝置運(yùn)動(dòng)控制性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述仿真模型的實(shí)時(shí)仿真過(guò)程通過(guò)基于DSP與FPGA的實(shí)時(shí)仿真卡實(shí)現(xiàn)。

6.如權(quán)利要求5所述的一種基于機(jī)床仿真模型的數(shù)控裝置運(yùn)動(dòng)控制性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，待測(cè)數(shù)控裝置中設(shè)置有基于工業(yè)以太網(wǎng)的高速現(xiàn)場(chǎng)總線主站卡，所述實(shí)時(shí)仿真板卡的測(cè)試裝置硬件平臺(tái)中設(shè)置有基于工業(yè)以太網(wǎng)的高速現(xiàn)場(chǎng)總線從站卡，從而實(shí)現(xiàn)待測(cè)數(shù)控裝置與所述仿真模型之間的數(shù)據(jù)交互。