[发明专利]一种交流伺服驱动单元控制模式快速平滑切换的方法

说明书

技术领域

本发明涉及数控系统领域，具体的说是一种交流伺服驱动单元控制模式快速平滑切换的方法。

背景技术

随着数控机床的设计与制造者对机床的加工质量好、效率高、成本低的不断追求，数控复合加工机床应运而生。数控复合加工机床是以现代柔性自动化的数控机床为基础，以组合机床和多刀半自动转塔机床的“集中工序，一次装夹实现多工序复合加工”的理念为指导发展起来的新一类数控机床。比较常见的有镗铣加工中心、车削中心、双主轴车削中心、车铣复合加工中心、铣车复合加工中心、磨削中心、车磨复合加工车床、五面加工和五轴联动加工中心。其中，车削加工中心、双主轴车削中心、磨削中心等数控复合机床的Cs轴都需要既能进行速度控制又能进行位置控制。因此，需要交流伺服驱动单元能够有速度控制模式驱动主轴电机高速平稳旋转达到加工要求，而又需要交流伺服驱动单元能够有位置控制模式驱动主轴电机完成定位、定向、刚性攻丝、轮廓加工等工作。在数控机床的加工过程当中需要交流伺服驱动单元实时的在两种控制模式之间来回切换，用相应的控制模式来驱动伺服电机完成指定的加工动作。两种控制模式之间的切换方式通常是先通过交流伺服驱动单元在速度控制模式下驱动伺服电机减速使其低速转动，然后再经过一系列的控制流程使交流伺服驱动单元切换到位置控制模式。

综上所述，交流伺服驱动单元的两种控制模式之间的切换过程的控制是关键点，如果切换的过程太快就会引起机床震动影响加工效果，而如果切换的过程太慢又会影响加工效率。如何才能使得交流伺服驱动单元在速度控制模式和位置控制模式之间快速平滑的切换成为关键问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一 种交流伺服驱动单元控制模式快速平滑切换的方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种交流伺服驱动单元控制模式快速平滑切换的方法，包括以下步骤：

交流伺服驱动单元接收到上位装置发送来的位置指令值后，判断当前工作模式是否为速度控制模式；

如果当前工作模式是速度控制模式，则交流伺服驱动单元切换到准切换模式，根据接收到的位置控制命令计算出速度指令值；

比较计算出来的速度指令值和交流伺服电机当前的速度值，如果速度差值在安全切换范围内则直接切换到位置控制模式，如果速度差值不在安全切换范围内则仍然保持速度控制模式进行速度跟踪，直到速度差在安全范围内再切换到位置控制模式。

所述根据接收到的位置控制命令计算出速度指令值，具体为：

所述速度跟踪采用如下控制流程：

本发明具有以下优点及有益效果：

1.本发明可以使得交流伺服驱动单元实时的进行模式切换，不需要交流伺服驱动单元修改控制参数，断开电源后再重新接通电源才能改变伺服驱动单元的控制模式。

2.本发明可以使得交流伺服驱动单元不需要电机的转速降低到零转速附近才能完成由速度控制模式到位置控制模式的切换。因此，伺服驱动单元从速度控制模式切换到位置控制模式所用的时间明显减少。

3.本发明可以使得交流伺服驱动单元在电机为任何转速时完成速度控制模式到位置控制模式平滑的切换，没有明显的转速波动。

附图说明

图1为本发明中交流伺服驱动单元切换模式结构图；

图2为本发明中交流伺服驱动单元速度/位置控制模式切换控制结构图；

图3为本发明中交流伺服驱动单元速度/位置模式切换程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1-3所示，本发明包括：

1.交流伺服驱动单元根据接收到的上位装置发送的命令类型设置程序控制选择开关选择的通路，实时切换到相应的控制模式。

2.假设当前交流伺服驱动单元处于速度控制模式，此时交流伺服驱动单元接收到上位装置发送来的位置指令值，则交流伺服驱动单元先实时切换到速度控制模式切换到位置控制模式的准切换模式。

3.交流伺服驱动单元根据数控装置发送来的位置指令值计算出速度指令值。

4.交流伺服驱动单元的准切换模式中将计算出来的速度指令值跟交流伺服电机的当前速度值做差。

5.如果速度差值不在安全切换的范围之内，则交流伺服驱动单元维持速度控制进行速度跟踪。

6.当速度差值进入安全切换范围之内，则交流伺服驱动单元立即切换到位置控制模式。安全切换范围可以通过交流伺服驱动单元的参数进行合理设置。