数控机床双轴同步控制技术研究

数控机床双轴同步控制，即一个机床轴的运动由两个保持位置同步进给关系的伺服轴共同控制完成。由于高速下丝杠柔性变形及轴间强耦合性影响使得双轴同步难以实现。本研究就数控机床的双轴同步控制问题进行了比较系统深入的研究。主要内容如下：1.针对双滚珠丝杠同步驱动轴高速运动下的丝杠非线性振动及两轴间机械耦合特性，提出了一种对双滚珠丝杠同步驱动轴进行有限元建模的方法；在模态分析基础上构建了具有动力学耦合关系的双轴同步进给系统模型。2. 基于轨迹规划指令的仿真分析，提出了一种在加工预处理阶段预判S加减速控制七段模型中各段插补周期个数的“1-1-1-S”形加减速插补算法，降低了常规轨迹规划计算复杂度，也有利于高加速度下的双轴同步性能。3.针对轴间动力学特性改变而导致的双轴不同步问题，通过对双轴同步进给机床动力学行为的理论分析，设计了基于力矩补偿式、指令预补偿式、速度环变增益式同步控制方法；并将PID 神经元网络控制技术引入到双轴同步控制中，通过对原PID 神经元网络控制模型的改进，实现了PID 神经元网络控制技术的在线自学习能力。4.最后书中采用仿真和实验手段分别对所提出的各种同步控制方法进行了分析对比，指出了各种控制方法的优缺点。