[發明專利]一種雙主軸雙Z軸立式加工中心的自動控制系統

在審

• 申請號: 202210829549.6
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115185231A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 夏孝武
• 申請（專利權）人: 哈碩永業精密機械（蘇州）有限公司
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務所(普通合伙) 32267
• 代理人: 陳慕禾

1.一種雙主軸雙Z軸立式加工中心的自動控制系統，其特征在于，包括數控系統（1）、主軸一進給伺服系統（2）、主軸二進給伺服系統（3）、Z軸一進給伺服系統（4）、Z軸二進給伺服系統（5）；所述數控系統（1）采用PID控制，所述PID控制采用單軸迭代學習控制加交叉耦控制合控結構對追蹤理想軌跡過程中產生的輪廓誤差；由數控系統（1）向主軸一進給伺服系統（2）、主軸二進給伺服系統（3）、Z軸一進給伺服系統（4）、Z軸二進給伺服系統（5）分別發送指令信息，主軸一進給伺服系統（2）、主軸二進給伺服系統（3）、Z軸一進給伺服系統（4）、Z軸二進給伺服系統（5）分別接收信息并且按照輸入的指令分別控制主軸一執行機構（6）、主軸二執行機構（7）、Z軸一執行機構（8）、Z軸二執行機構（9）進行運動。

2.根據權利要求1所述雙主軸雙Z軸立式加工中心的自動控制系統，其特征在于，在主軸一進給伺服系統（2）與主軸一執行機構（6）、主軸二進給伺服系統（3）與主軸二執行機構（7）、Z軸一進給伺服系統（4）與Z軸一執行機構（8）、Z軸二進給伺服系統（5）與Z軸二執行機構（9）分別安裝有位置檢測反饋裝置（10），在主軸一、主軸二、Z軸一、Z軸二上分別安裝有光柵尺（11），各位置檢測反饋裝置（10）、光柵尺（11）分別將雙主軸雙Z軸立式加工中心的各運動平臺的實際輸出位置反饋回數控系統（1），數控系統（1）對反饋信息與指令信息進行對比分析，根據得到的偏差值向主軸一進給伺服系統（2）、主軸二進給伺服系統（3）、Z軸一進給伺服系統（4）、Z軸二進給伺服系統（5）分別持續地發送指令信息，主軸一進給伺服系統（2）、主軸二進給伺服系統（3）、Z軸一進給伺服系統（4）、Z軸二進給伺服系統（5）分別接收信息并且持續地按照輸入的指令分別控制主軸一執行機構（6）、主軸二執行機構（7）、Z軸一執行機構（8）、Z軸二執行機構（9）進行運動調整，各位置檢測反饋裝置（10）、光柵尺（11）分別持續地將雙主軸雙Z軸立式加工中心的各運動平臺的實際輸出位置反饋回數控系統（1），以來不斷減小偏差值，若偏差值一直存在，則不斷執行上述過程，直至偏差值消失，實現輸出位置與輸入位置重合。

3.根據權利要求1所述雙主軸雙Z軸立式加工中心的自動控制系統，其特征在于，每個所述位置檢測反饋裝置（10）均采用三環結構，從內到外分別是電流環（21）、速度環（22）、位置環（23）。

4.根據權利要求3所述雙主軸雙Z軸立式加工中心的自動控制系統，其特征在于，所述電流環（21）分別設置在主軸一進給伺服系統（2）、主軸二進給伺服系統（3）、Z軸一進給伺服系統（4）、Z軸二進給伺服系統（5）的伺服驅動器中，所述電流環（21）的輸入為速度環（22）的輸出，并且通過霍爾元件采集和計算輸出電流反饋回數控系統（1）。

5.根據權利要求3所述雙主軸雙Z軸立式加工中心的自動控制系統，其特征在于，所述速度環（22）分別設置在主軸一執行機構（6）、主軸二執行機構（7）、Z軸一執行機構（8）、Z軸二執行機構（9）的伺服電機中，所述速度環（22）的輸入為位置環（23）的輸出，并且通過電機編碼器采集得到速度信息然后反饋回數控系統（1）。

6.根據權利要求3所述雙主軸雙Z軸立式加工中心的自動控制系統，其特征在于，所述位置環（23）分別設置在主軸一執行機構（6）、主軸二執行機構（7）、Z軸一執行機構（8）、Z軸二執行機構（9）的伺服電機中，所述位置環（23）的輸入為外部的脈沖信號，并且通過電機編碼器反饋的脈沖信號反饋回數控系統（1）。

7.根據權利要求1所述雙主軸雙Z軸立式加工中心的自動控制系統，其特征在于，所述PID控制對位置、速度和電流的參數整定采用經驗試湊法。