[發明專利]一種時變工況下靜壓工作臺油膜厚度調節與控制方法

在審

• 申請號: 201810390986.6
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN109108670A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 丁國龍;邱兆祥;張雅麗;趙大興;嚴雙平;鐘瑞齡
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: B23Q1/38
• 分類號: B23Q1/38
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

本發明涉及的是一種時變工況下靜壓工作臺油膜厚度調節與控制方法，屬于機械工程領域。本發明在當前工況下設定一組電機頻率，測量對應的油膜厚度，得到電機頻率與油膜厚度一一對應點，通過這些點，利用三次插值法建立電機頻率與油膜厚度間的控制模型，將油膜厚度目標值代入該控制模型，反求電機頻率，此頻率即為該時變工況條件的所需電機頻率，然后以此電機頻率驅動電機，帶動油泵，將油膜厚度調節到目標值。本發明的方法對時變工況下靜壓回轉工作臺油膜厚度調節與控制非常有效、可靠，且精度高。

技術領域

本發明涉及的是一種時變工況下靜壓工作臺油膜厚度調節與控制方法，屬于機械工程領域。

背景技術

靜壓回轉工作臺具有摩擦力小、低磨損、低速無爬行和工作狀態穩定等特點被廣泛應用于大型、重型精密機床。但在實際應用中，靜壓回轉工作臺的油膜厚度隨工況，如外載荷、切削力、油溫等工況因素的變化而改變，偏離設計目標值，難以建立精確的控制模型將油膜厚度調節至目標值。將油膜厚度控制在目標值是保證機床加工精度，提高加工質量的重要手段。

通常靜壓工作臺油膜厚度的控制方法是從靜壓工作臺的供油系統結構出發，分析系統各個環節的傳遞函數，建立以傳遞函數為基礎的油膜厚度控制模型，對油膜厚度進行調節與控制，然而大多忽略了工況條件的變化，如工作臺載荷、切削力、油溫、液壓油的粘度等變化，即使采用補償措施也難以實現油膜厚度的精確控制。

然而靜壓回轉工作臺油膜厚度隨載荷、切削力、油溫、粘度等時變工況因素的變化而改變，導致其厚度偏離目標值，影響工作臺回轉精度。靜壓工作臺油膜厚度調節與控制的難點在于建立滿足這種時變工況條件的控制模型。

認識到工況條件的復雜性，本發明另辟新涇，無需考慮工況條件，即便不知道工作臺的結構尺寸、工作臺載荷、切削力、油溫、液壓油的粘度等參數，只需要在當前工況條件下設置一組電機頻率，測量現實工況下對應的油膜厚度，得到一組電機頻率和油膜厚度值，進行三次插值建立實時油膜厚度控制模型，則可實現油膜厚度的調節控制。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明本發明提供了一種時變工況下靜壓工作臺油膜厚度調節與控制方法。本發明在當前工況下設定一組電機頻率，測量對應的油膜厚度，得到電機頻率與油膜厚度一一對應點，通過這些點，利用三次插值法建立電機頻率與油膜厚度間的控制模型，將油膜厚度目標值代入該控制模型，反求電機頻率，此頻率即為該時變工況條件的所需電機頻率，然后以此電機頻率驅動電機，帶動油泵，將油膜厚度調節到目標值。本發明的方法對時變工況下靜壓回轉工作臺油膜厚度調節與控制非常有效、可靠，且精度高。

本發明的技術方案是：一種時變工況下靜壓工作臺油膜厚度調節與控制方法，其特征在于：

包括以下步驟：

設定一組電機頻率f₁，f₂，……，f_n，分別測量對應的油膜厚度h₁，h₂，……，h_n，其中n大于等于4；

設M、N、P、Q函數分別為：

則通過M、N、P、Q計算a₀、a₁、a₂、a₃數值，分別為：