基于预见控制功能直线伺服电机冲击振动故障分析与对策研究

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1、2011年9月机床与液压Sep．2011第39卷第17期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．39No．17DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．17．042基于预见控制功能的直线伺服电机冲击振动故障分析与对策研究李丽娜，孙宏昌，阿曼，戴怡，牛志刚(1．天津交通职业学院，天津300110；2．天津市高速切削与精密加工重点实验室(天津职业技术师范大学)，天津300222；3．太原理工大学，山西太原030024)摘要：以直线伺服电机的冲击振动故障现象为研究对象，分析了混联结构下的直线伺服电机运动控制原理，从运动控制

2、的角度解释了电机振动的原因。并提出了基于TurboPMAC控制卡中预见控制功能的电机冲击振动抑制策略。通过实验证明，此振动抑制方案可以较好地抑制电机的冲击与振动，从而提高系统的控制性能。关键词：直线伺服电机；故障分析；预见控制功能中图分类号：TM383．4文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)17—135—3MethodStudyandFailureAnalysisonImpactandVibrationofLinearServoMotorBasedonPreviewControlFunctionLILina，SUNHongchang，A

3、man，DAIYi，NIUZhigang(1．TianjinTransportationVocationalCollege，Tianjin300110，China；2．TianjinKeyLaboratoryofHighSpeedCutting＆PrecisionMachiningfTianjinUniversityofTechnologyandEducation)，Tianjin300222，China；3．TaiyuanUniversityofTechnology，TaiyuanShanxi030024，China)Abstract：Byconsid

4、eringthefailurephenomenaoftheimpactandvibrationoflinearservomotorasthestudyobject，themove—mentcontrolprincipleofthelinearservomotorwasanalyzed，aSwellasexplainedthecausesofthevibrationinviewingofmovementcontrolbasedonthehybridstructure．Thevibrationsuppressionmethodontheimpactandvi

5、brationoflinearmotorwasgiven，whichbasedonthepreview-controlfunctionformTurboPMAC．Itisconfirmedbyexperimentthattheimpactandvibrationarewellreducedwhichaccountedfortheapplicationofthisvibrationsuppressionmethod，andtheperformanceofthecontrolsystemisimproved．Keywords：Linearsenromotor

6、；Failureanalysis：Preview-controlfunction’机床进给系统中，采用直线电机的进给系统取消1混联机床直线伺服电机运动分析了从电机到工作台之间的机械传动环节，带来了旋转混联机床的运动学程序是在编程端点运行的，在电机驱动无法达到的性能指标和优点。由于直线电机非线性程度很高的并联机床控制中，如只对编程端点系统的非线性比较明显，也使系统参数摄动、负载扰进行逆运动学运算，则意味着所有插补均在关节空间动等不确定因素的影响直接反映到直线电动机系统的中进行，且均为样条(Spline)模式精插补。对于直静、动态特性中，因此以系统数学模型为

7、基础的传统线插补指令，期望刀尖运动轨迹为直线，实际上刀尖或现代控制技术难以对其实施有效的控制。运动轨迹一般不会是一条直线，这是因为只有在两端PRS-XY型混联机床的并联机构采用三台直线电点处满足逆运动学变换，而中间点是通过样条精插补机驱动，采用美国TruboPMAC作为运动控制核心，完成电机的匀速运动，不符合逆运动学变换。这种方经过一段时间的试运行后，发现电机会在加工某些零式可用于点位控制或快速移动，而对于轮廓控制或轨件时产生较大的振动及冲击现象，作者以此故障现象迹控制是行不通的，必须对编程段进行离散化或粗插为研究对象，对数控机床直线电机的控制机制进行研

8、补。究，单纯使用运动控制器的预见功能成功解决了电机TurboPMAC提供了一种分