[发明专利]一种降低直线进给系统速度波动的方法

权利要求书

1.一种降低直线进给系统速度波动的方法，其特征在于，包括CNC指令分机、双驱动直线进给系统、双电机控制系统；所述CNC指令分机控制丝杠电机(201)比螺母电机(204)早启动6次谐波转矩半周期的奇数倍；所述双驱动直线进给系统采用丝杠电机(201)和螺母电机(204)等速度“和速”叠加驱动；所述双电机控制系统包括速度前馈控制、位置控制、速度控制。

2.根据权利要求1所述的一种降低直线进给系统速度波动的方法，其特征在于，所述CNC指令分机控制丝杠电机(201)比螺母电机(204)早启动6次谐波转矩半周期的奇数倍，6次谐波转矩半周期的奇数倍，记为△t，

式中，p为电机极对数，l为丝杠导程，v为工作台指令速度，N为整数，N＝0，1，2…。

3.根据权利要求1所述的一种降低直线进给系统速度波动的方法，其特征在于，所述双驱动直线进给系统的丝杠电机(201)和螺母电机(204)的电磁结构参数，包括电机极对数、定子槽数、定子绕组等要完全相同。

4.根据权利要求1所述的一种降低直线进给系统速度波动的方法，其特征在于，所述双驱动直线进给系统的丝杠电机(201)和螺母电机(204)的等效转动惯量要完全相等。

5.根据权利要求1所述的一种降低直线进给系统速度波动的方法，其特征在于，所述双驱动直线进给系统采用丝杠电机(201)和螺母电机(204)等速度“和速”叠加驱动，控制所述丝杠电机(201)和螺母电机(204)的旋转方向，使丝杠和螺母的旋转方向相反，保证丝杠转速和螺母转速能在滚珠丝杠副处进行“和速”叠加，驱动工作台运动。

6.根据权利要求1所述的一种降低直线进给系统速度波动的方法，其特征在于，所述CNC指令分机控制丝杠电机(201)和螺母电机(204)，驱动工作台运动。

7.根据权利要求1所述的一种降低直线进给系统速度波动的方法，其特征在于，所述双电机控制系统丝杠电机(201)和螺母电机(204)对应的控制参数要完全相同，包括速度前馈控制器参数、位置控制器参数、速度控制器参数。

8.根据权利1-7任一项所述的一种降低直线进给系统速度波动的方法，其特征在于，包含如下步骤：

S1、依据所述双驱动直线进给系统用到的丝杠电机(201)和螺母电机(204)的电磁结构参数，分析电机气隙磁场分布情况，推导电机的电磁转矩，分析所述电机输出转矩的谐波分量的分布情况，进一步分析电机输出转矩的谐波分量对进给系统速度波动的影响；

S2、对所述双驱动直线进给系统进行动力学建模，根据所述丝杠电机(201)和螺母电机(204)和速叠加驱动工作台的驱动方式，建立所述双驱动直线进给系统机械传动部分的三自由度动力学模型；

S3、根据建立的所述双驱动直线进给系统动力学模型，设计所述双驱动直线进给系统的双电机控制策略并进行控制器参数整定；

S4、结合所述电机输出转矩的谐波分量、双电机控制策略进行谐波的差半周期控制，通过在同一时间的段的所述丝杠电机(201)和螺母电机(204)的电磁转矩的6次谐波相差半个周期的奇数倍，在丝杠螺母副处和速叠加时可以完全消除6次谐波转矩对进给系统速度波动的影响，实现降低速度波动的目的。