[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

一種雙主軸雙Z軸立式加工中心的自動控制系統，包括數控系統、主軸一進給伺服系統、主軸二進給伺服系統、Z軸一進給伺服系統、Z軸二進給伺服系統；所述數控系統采用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；由數控系統向主軸一進給伺服系統、主軸二進給伺服系統、Z軸一進給伺服系統、Z軸二進給伺服系統分別發送指令信息。本發明所述的雙主軸雙Z軸立式加工中心的自動控制系統，設計合理，對主軸一、主軸二、Z軸一、Z軸二的多軸運動進行控制，可以減少主軸一、主軸二、Z軸一、Z軸二的單軸的跟蹤誤差，降低了主軸一、主軸二、Z軸一、Z軸二的多軸聯動時因為軸間參數不匹配而產生的輪廓誤差。

技術領域

本發明屬于自動控制技術領域，具體涉及一種雙主軸雙Z軸立式加工中心的自動控制系統。

背景技術

加工中心，又稱帶刀庫的數控銑床，其在工程機械、汽車工業、 電力設備、鐵路機車和船舶行業等領域中均得到了廣泛的應用。雙主軸雙Z軸立式加工中心就是加工中心的其中一種。

控制系統是一臺加工中心的最為核心部件之一，如同人類的“大腦” 。 雙主軸雙Z軸立式加工中心的加工過程比單主軸單Z軸的加工中心更為復雜，如何保證加工中心各部件有條不紊地執行整個加工工序，一個高效、穩定、功能完善的機床控制系統十分關鍵。

雙主軸雙Z軸立式加工中心，雙主軸系統由于具備兩個主軸，擁有更好的加工柔性、更高的加工效率等優點，但同時也引入了更多的誤差影響，刀具運動也更加復雜。因此，需要通過對其控制系統進行改進，使其能對誤差進行檢測與補償，從而提高加工精度。此外，在加工過程中，由于雙Z軸進給伺服系統的各軸動態響應不一致， 會導致機床加工精度降低，因此需要通過對其控制系統進行改進，提高每個單軸的跟蹤精度，又能抑制各軸聯動產生的輪廓誤差。

中國專利申請號為CN107962188A公開了一種并列式雙主軸數控車床及其加工方法，通過兩個刀具的連續循環對待加工件進行加工，且其中一個刀具在加工時，通過頂料機構將待加工件頂送至另一個主軸卡頭內，以及通過與頂料機構相配合的中頂機構將進料機構輸送的待加工件推送至另一個頂料機構上，為后續連續循環加工做準備，實現了待加工件的自動進料、自動送料和自動加工，沒有對控制系統進行改進，減少各軸動態響應不一致導致的加工精度降低，并且不具有誤差檢測與補償的功能。

發明內容

發明目的：為了克服以上不足，本發明的目的是提供一種雙主軸雙Z軸立式加工中心的自動控制系統，設計合理，對主軸一、主軸二、Z軸一、Z軸二的多軸運動進行控制，可以減少主軸一、主軸二、Z軸一、Z軸二的單軸的跟蹤誤差，降低了主軸一、主軸二、Z軸一、Z軸二的多軸聯動時因為軸間參數不匹配而產生的輪廓誤差，應用前景廣泛。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種雙主軸雙Z軸立式加工中心的自動控制系統，包括數控系統、主軸一進給伺服系統、主軸二進給伺服系統、Z軸一進給伺服系統、Z軸二進給伺服系統；所述數控系統采用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；由數控系統向主軸一進給伺服系統、主軸二進給伺服系統、Z軸一進給伺服系統、Z軸二進給伺服系統分別發送指令信息，主軸一進給伺服系統、主軸二進給伺服系統、Z軸一進給伺服系統、Z軸二進給伺服系統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、主軸二執行機構、Z軸一執行機構、Z軸二執行機構進行運動。