[发明专利]用于点到点小位移平动的柔性机械梁末端快速定位算法

说明书

技术领域

本发明属于数控机床控制的技术领域，具体涉及一种用于点到点小位移平动的柔性机械梁末端快速定位算法。

背景技术

目前，在高速数控冲床进给机构，高速贴片机和高速封装设备中，柔性运动机构末端可视为平动柔性机械梁系统，其作高速、高加/减速运动时可处理为：机械梁在平面内作快速、频繁的点到点的小位移运动，并要求梁末端质量在目标点处高精度定位。对高速平动柔性梁系统的要求不仅仅能够达到高速运动，而且要求瞬时达到高速，瞬时准确停止，所以要求很大的加速度及很高的定位精度。传统的做法是(1)采用图像技术或者激光技术等非接触式测量方式，对机械梁末端的运动状态进行测量，以构成闭环系统，对梁末端定位进行控制；(2)使用压电陶瓷对机械梁的弹性变形进行补偿，以达到梁末端的定位控制。

由于在机械梁模拟的实际工程中，系统一般都难以安装检测装置以准确获得梁末端的响应；另外，第(1)方案中增加了测量梁末端状态的传感器，成本增加的同时，由于反馈检测元件的加入，也会对精密定位系统带来相应的干扰，因此不能实施第(1)方案。如果要采用传统的方案使平动梁系统瞬时达到高速，梁末端能瞬时停止在目标点处，就要采用第(2)方案，然而压电陶瓷对抗弯刚度相近的构件振动补偿时效果具有一定的补偿能力，而当构件的抗弯刚度大于压电陶瓷，其补偿效果显著减弱，且由于压电陶瓷是脆性材料，它对相应构件的补偿范围也是有限的，因此无法满足不同材质的机械梁运动时其末端快速定位控制。

因此，需要设计新的、实用的用于点到点小位移平动的柔性机械梁末端快速定位控制算法。

上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本发明的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种用于点到点小位移平动的柔性机械梁末端快速定位算法，其可对柔性机械梁末端进行快速定位。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种用于点到点小位移平动的柔性机械梁末端快速定位算法，其中机械梁由伺服电机驱动，包括如下步骤：

S1、根据下述公式计算机械梁的振动周期T₀

T0=2πml33EIZ---(1)]]>

其中，m为机械梁及末端质量的总质量，l为机械梁的梁长，E为机械梁材料的杨氏模量，I_Z为机械梁的截面惯性矩；

S2、将点到点运动一个周期的时间等分成n等份，n的取值为：

n＝T₀(2)

S3、计算每等分点处的速度v_i

机械梁作快速一个点到点的运动周期内，每一等分点i(0≤i≤n-1)处的速度v_i根据下述公式计算如下：