標(biāo)題: 剛性控制原理探討 [打印本頁] 作者: 夏衛(wèi)東 時(shí)間: 2014-7-22 11:31 標(biāo)題: 剛性控制原理探討 剛性控制原理的投稿原件, T' O' b V7 m$ r+ A
% H1 S4 D; L8 Z& M6 E. x. h- u: T機(jī)電控制的剛性控制原理，以單一的一根絲桿為例：用該絲桿完成軸上某一點(diǎn)的自動(dòng)定位，定位的位置信號不論是電磁條或盤類讀數(shù)器，由自動(dòng)控制原理可知在定位后絲桿和螺母都處于振動(dòng)狀態(tài)下的。 . y ?2 z$ Q! N1 I* H p' D+ e4 U: a" V5 t
這是在一個(gè)伺服電機(jī)的情況下產(chǎn)生的絲桿和螺母之間的振動(dòng)，這種振動(dòng)是不考慮機(jī)床振動(dòng)和其它因素的振動(dòng)只談機(jī)電控制下絲桿和螺母之間的振動(dòng)因素影響其精度原因。這種絲桿和螺母之間的振動(dòng)產(chǎn)生的主要因素是絲桿和螺母之間的間隙使之有振動(dòng)的空間，也沒有限制其振動(dòng)能量的裝置，如果只加阻尼只能限制其振動(dòng)波值，但是能延長振動(dòng)時(shí)間在延長這段時(shí)間內(nèi)還會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)能量的疊加使振動(dòng)時(shí)間進(jìn)一步延長，有海浪振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)說明振動(dòng)能量的疊加會(huì)出現(xiàn)風(fēng)狗浪，因此加阻尼不能減少振動(dòng)只能減小振動(dòng)波的最大值，并且還有不確定的因素（例如風(fēng)狗浪）。 $ l* J. V- g1 c' z3 @0 P 0 V; \$ B5 H. {5 k5 ` G' o剛性控制原理在機(jī)電控制下是如何起到穩(wěn)定精度得主要因素和原理。& N8 o. p- v. K4 k8 s0 q5 }% R$ J4 [
5 J# H1 A. M7 W+ E3 ^首先簡單的闡述剛性控制原理，就是在X軸上采用兩個(gè)伺服電機(jī)，一個(gè)伺服電機(jī)是提供X軸上定位的能量，另一個(gè)伺服電機(jī)是扭矩電機(jī)是提供與X軸上定位的能量相反的扭矩能量并與移位伺服電機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)能量產(chǎn)生相互對立的振動(dòng)能量，使絲桿和螺母之間產(chǎn)生無振動(dòng)的空間的剛性配合，剛性控制原理實(shí)際就是利用機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相互對立的振動(dòng)能量這種相互對立的振動(dòng)能量相互消耗從而達(dá)到減振目的裝備；這與風(fēng)狗浪產(chǎn)生的原理不同，風(fēng)狗浪是相同方向的多個(gè)振動(dòng)能量產(chǎn)生疊加原理形成風(fēng)狗浪。" a. P. R' h# T% r: s6 v
4 K: V4 c. w; X" G從工程力學(xué)的角度的原理中可知機(jī)構(gòu)之間的絕對剛性配合是會(huì)損壞機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和零部件，但是我闡述的剛性控制原理從控制過程上講并非絕對剛性配合，因?yàn)殄e(cuò)鋒了最大貫性的振動(dòng)能量，準(zhǔn)確的對剛性控制原理的利用方法因該是像衛(wèi)星收回軟著陸一樣的剛性配合原理的使用，也就是利用機(jī)構(gòu)自身產(chǎn)生相互對立的振動(dòng)能量這種相互對立的振動(dòng)能量相互消耗從而達(dá)到減振目的裝備。 K% ]9 \! _0 b" L1 M Z
9 R3 |- F' c9 L- t7 ^. N先闡述剛性控制原理最簡單的機(jī)構(gòu)，且X軸上采用兩個(gè)伺服電機(jī)，一個(gè)伺服電機(jī)是為提供X軸上定位的能量，另一個(gè)伺服電機(jī)是扭矩電機(jī)是提供與X軸上定位的能量相反的扭矩能量并與移位伺服電機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)能量產(chǎn)生相互對立的振動(dòng)能量，使普通絲桿和普通螺母之間產(chǎn)生無振動(dòng)的空間的剛性配合，從而使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相互對立的振動(dòng)能量這種相互對立的振動(dòng)能量相互消耗從而達(dá)到減振目。8 _& ^. i' q- i5 {6 o
2 o+ e8 s6 {. e5 ?7 l# s0 V: h以數(shù)控中拖板的普通絲杠為例：首先闡述結(jié)構(gòu)；與中拖板連接的可調(diào)間隙的普通螺母比普通的要長因?yàn)樵谥型弦钥烧{(diào)間隙的螺母之間要加入一個(gè)扭矩伺服電機(jī)的普通絲桿套和普通絲桿。扭矩伺服電機(jī)的普通絲桿套和普通絲桿；其普通絲桿套的外形是兩個(gè)有臺階小外圓先車削出三個(gè)外圓第一個(gè)外圓作大臺階的外圓，第二個(gè)外圓作銑削加工成方型的外圓，第三個(gè)外圓車螺紋用作扭矩電機(jī)的另一個(gè)方向的剛性控制，內(nèi)部是普通通孔螺紋；用銑床進(jìn)行銑削加工中間外圓成方型的絲桿套臺階為大外圓其有R退刀槽，內(nèi)部是普通通孔螺紋與普通絲桿配合；其絲桿還是普通絲桿；其方的通孔鋼件用線切割，青銅件不量產(chǎn)用鉗工量產(chǎn)用銑床進(jìn)行銑削加工。: f3 @" p! J! |$ m5 e+ a# u) }* ]8 d
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另外一個(gè)伺服電機(jī)就是為提供中拖板的移位精度的普通絲桿和普通螺母形狀還是老式的。在闡述剛性控制原理在該機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方法，先是扭矩伺服電機(jī)解鎖，扭矩伺服電機(jī)與另外一個(gè)伺服電機(jī)有1mm以上的間距同步轉(zhuǎn)動(dòng)把中拖板移動(dòng)到需要的位置時(shí)，扭矩伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)用一定的扭矩量鎖住可調(diào)間隙的螺母與絲桿的間隙使之剛性配合。因?yàn)榕ぞ厮欧姍C(jī)反轉(zhuǎn)到位需要一定的時(shí)間所以自動(dòng)控制中機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的最大的摜性振動(dòng)能量峰值得以錯(cuò)峰，并且扭矩伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)到位也是處于振動(dòng)之下。因此機(jī)構(gòu)自身產(chǎn)生的相互對立的振動(dòng)能量這種相互對立的振動(dòng)能量相互消耗從而達(dá)到減振目，具體用多大的中拖板移位速度值其產(chǎn)生的振動(dòng)能量與具體用多大的反向的扭矩值產(chǎn)生的振動(dòng)能量相互對立，并且是最佳振動(dòng)能量配合才能產(chǎn)生最佳的減振效果的數(shù)據(jù)因作者財(cái)力有限無法得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，具體的減振能達(dá)到什么樣的效果的減振數(shù)據(jù)因作者財(cái)力有限無法得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還是留給有心鉆研的人做實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不會(huì)產(chǎn)生風(fēng)狗浪。所以剛性控制原理的實(shí)值是利用兩個(gè)相對立機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的相互對立振動(dòng)波幅相互消耗能量達(dá)到減振的功能，因此剛性控制原理實(shí)際就是利用機(jī)構(gòu)自身產(chǎn)生的相互對立的振動(dòng)能量這種相互對立的振動(dòng)能量相互消耗從而達(dá)到減振目的裝備。 ! I4 j* ]! ]( w( z, T3 f/ T/ T 9 v5 }8 P5 Y H# K G Z在闡述一個(gè)簡單的差螺距傳動(dòng)使用剛性控制原理的簡單控制機(jī)構(gòu)，在傳統(tǒng)的差動(dòng)螺紋的機(jī)構(gòu)上使用兩個(gè)伺服電機(jī)，一個(gè)伺服電機(jī)與差動(dòng)螺紋的絲桿和兩個(gè)螺母機(jī)構(gòu)直接聯(lián)接，另一個(gè)扭矩伺服電機(jī)與產(chǎn)生反向振動(dòng)能量的普通絲桿和移位螺母的機(jī)構(gòu)聯(lián)接。扭矩伺服電機(jī)的絲桿套和絲桿；其絲桿套的外形是兩個(gè)有臺階小外圓先車削出三個(gè)外圓第一個(gè)外圓作大臺階的外圓。第二個(gè)外圓作銑削加工成方型的外圓。第三個(gè)外圓車螺紋用作扭矩電機(jī)的另一個(gè)方向的剛性控制，內(nèi)部是通孔普通螺紋；用銑床進(jìn)行銑削加工中間外圓成方型的絲桿套臺階為大外圓其有R退刀槽，內(nèi)部是通孔普通螺紋與普通絲桿配合；其普通絲桿還是老式普通絲桿；不同之處在轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩的普遍絲桿套與差動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)螺母的方形通孔之間多了一個(gè)位置信號電磁條。只有這樣的裝置才能使扭矩伺服電機(jī)與另外一個(gè)伺服電機(jī)有0.2mm以上的間距同步移動(dòng)把小型拖板移動(dòng)到需要的精確位置時(shí)；其移動(dòng)螺母的方形通孔鋼件用線切割。 5 x( ^# M. P$ ~' A 7 M! F' b0 K) i4 y- i. K另外一個(gè)伺服電機(jī)與差動(dòng)螺紋的絲桿和兩個(gè)螺母機(jī)構(gòu)直接聯(lián)接就是為提供小型拖板的移位精度的差動(dòng)絲桿和兩個(gè)螺母形狀還是老式的。在闡述剛性控制原理在該機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方法，先是扭矩伺服電機(jī)解鎖，扭矩伺服電機(jī)與另外一個(gè)伺服電機(jī)有0.2mm以上的間距同步移動(dòng)把小型拖板移動(dòng)到需要的精確位置時(shí)，扭矩伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)用一定的扭矩量鎖住差動(dòng)絲桿和螺母之間的間隙使之剛性配合。因?yàn)榕ぞ厮欧姍C(jī)反轉(zhuǎn)到位需要一定的時(shí)間所以自動(dòng)控制中機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的最大的摜性振動(dòng)能量峰值得以錯(cuò)峰，并且扭矩伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)到位也是處于振動(dòng)之下，因此機(jī)構(gòu)還是自身產(chǎn)生的相互對立的振動(dòng)能量這種相互對立的振動(dòng)能量相互消耗從而達(dá)到減振目，具體用多大的小拖板移位速度值其產(chǎn)生的振動(dòng)能量與具體用多大的反向的扭矩值產(chǎn)生的振動(dòng)能量相互對立的最佳振動(dòng)能量配合才能產(chǎn)生最佳的減振效果的數(shù)據(jù)因作者財(cái)力有限無法得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，具體的減振能達(dá)到什么樣的減振效果的數(shù)據(jù)因作者財(cái)力有限無法得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還是留給有心鉆研的人做實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。, x4 t# _: A( {( O9 Y
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再闡述滾珠絲桿的剛性控制原理的控制機(jī)構(gòu)。滾珠絲桿加歨進(jìn)電機(jī)控制小型拖板的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于移動(dòng)速度高因此慣性沖擊振動(dòng)大；由于滾珠絲桿的特殊R形狀，因此只要滾珠絲桿的剛性夠是能夠承受很大的軸向慣性沖擊振動(dòng)；因此在滾珠絲桿使剛性控制原理的控制機(jī)構(gòu)，其滾珠絲桿的軸向抗彎強(qiáng)度要高這是區(qū)別其它普通絲桿的主要特征。先闡述滾珠絲桿的剛性控制原理的控制機(jī)構(gòu)組成。第一個(gè)歨進(jìn)電機(jī)，是帶動(dòng)小型拖板進(jìn)行精確移位的滾珠絲桿和滾珠螺母的一個(gè)機(jī)構(gòu)；第二個(gè)扭矩歨進(jìn)電機(jī)要和帶動(dòng)小型拖板進(jìn)行精確移位的滾珠絲桿和滾珠絲桿螺母的一個(gè)機(jī)構(gòu)組合在一起，組合方法和剛性控制原理最簡單的機(jī)構(gòu)的另一個(gè)伺服電機(jī)是扭矩電機(jī)是提供與X軸上定位的能量相反的扭矩能量并與移位伺服電機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)能量產(chǎn)生相互對立的振動(dòng)能量組合有些相同，不同之處在于滾珠絲桿螺母是用細(xì)牙內(nèi)螺紋和螺母固定在絲桿套內(nèi)，而且扭矩歨進(jìn)電機(jī)也用的是滾珠絲桿。 - o5 a6 \' k C+ u # @# Y0 P1 Z8 K: x) W( e5 b8 H再談滾珠絲桿剛性控制控制機(jī)構(gòu)其剛性控制原理的運(yùn)用；滾珠絲桿加歨進(jìn)電機(jī)控制小型拖板的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于移動(dòng)速度高因此慣性沖擊振動(dòng)大，因此滾珠絲桿采用了起歨高速快到需要精確移位的位置點(diǎn)時(shí)降速運(yùn)動(dòng)到精確位置點(diǎn)；先解鎖，然后移位歨進(jìn)電機(jī)和扭矩歨進(jìn)電機(jī)與2mm的差距距離同歨運(yùn)動(dòng)，快到位置點(diǎn)時(shí)同歨降速，精確的移動(dòng)到需要的位置時(shí)，扭矩歨進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)產(chǎn)生相互對立的振動(dòng)能量，利用機(jī)構(gòu)本身產(chǎn)生的相互對立的振動(dòng)能量相互消耗振動(dòng)能量達(dá)到消振的目標(biāo)，也就是振動(dòng)能量消耗型的剛性控制原理，以上述兩個(gè)機(jī)構(gòu)不同的是滾珠絲桿的剛性控制機(jī)構(gòu)其振動(dòng)能量大得多，但是具體大多少其數(shù)據(jù)因作者財(cái)力有限無法得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還是留給有心鉆研的人做實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 $ g* c8 l0 h+ d' l* ]) e$ w $ o4 v/ Z+ Y R" a筆者：夏衛(wèi)東8 ~/ S L2 n& u2 ^6 t. f
身份證號碼：5110271971051703926 B! e2 O$ D: N/ @ 作者: 老鷹 時(shí)間: 2014-7-22 11:58
這個(gè)文章百度文庫里有，不知道是否和樓主為同一個(gè)人。大家看看，提出一些問題討論，請樓主多參與。謝謝！作者: 夏衛(wèi)東 時(shí)間: 2014-7-22 12:03
我還在新浪網(wǎng)發(fā)過，百度也是我發(fā)的，身份證號碼相同作者: wf2725864 時(shí)間: 2014-7-22 13:02
樓主發(fā)這個(gè)是讓大家一起討論，研究嗎作者: 夏衛(wèi)東 時(shí)間: 2014-7-22 13:11
做出數(shù)據(jù)就是工具書了