Підвищення точності приводів подач фрезерного верстата з ЧПУ за рахунок використання локальних систем управління

Abstract

Робота присвячена аналізу процесу обробки деталей на металорізальному фрезерному обладнані з ЧПУ та динамічним похибкам, які виникають під час роботи системи приводів. В даній роботі розроблено та оптимізовано моделі динамічних процесів, які відбуваються під час контурної обробки на фрезерних верстатах з ЧПУ. Сформований підхід, заснований на методі простору станів, дозволив забезпечити швидкість отримання параметрів коригувальних сигналів у реальному масштабі часу, а також дозволяє керувати величиною контурної похибки за різних швидкостей подачі. Запропоновано новий керуючий елемент на основі перехресного зв’язку, який можна використовувати на високошвидкісних фрезерних верстатах у приводах із кулько-гвинтовою передачею. Проведено експериментальні дослідження по трьом основним контурам в площині X-Y з різними швидкостями подачі. Експериментальні результати показали, що запропонований адаптивний нелінійний УЕ з перехресним зв’язком збільшив точність обробки контуру, тобто знизив контурну похибку, в тому числі і при збільшенні контурної швидкості.

The work is devoted to the analysis of the process of machining parts on CNC metal-cutting milling equipment and dynamic errors that arise during the operation of the drive system. In this work, models of dynamic processes that occur during contour machining on CNC milling machines have been developed and optimized. The developed approach, based on the state space method, has made it possible to ensure the speed of obtaining the parameters of correction signals in real time, and also allows you to control the magnitude of the contour error at different feed rates. A new control element based on cross-coupling is proposed, which can be used on high-speed milling machines in drives with ball screw transmission. Experimental studies have been conducted on three main contours in the X-Y plane with different feed rates. Experimental results showed that the proposed adaptive nonlinear UE with cross-coupling increased the accuracy of contour processing, i.e. reduced the contour error, including when increasing the contour speed.