MATLAB仿真在数控伺服系统轮廓误差分析中的应用

MATLAB仿真在数控伺服系统轮廓误差分析中的应用

2009年6月第37卷第6期

机床与液压

MACHINETOOL&HYDRAULICS

Jun12009

Vol137No16

MATLAB仿真在数控伺服系统轮廓误差分析中的应用

陈芳

(深圳职业技术学院,广东深圳518055)

摘要:分析了数控系统的伺服结构,根据数控伺服系统模型的传递函数,从数学上分析了直线轮廓和圆弧轮廓数控加

工的轮廓误差。利用MATLAB的SIMULINK对数控伺服系统进行了建模,分别给出了直线轮廓加工、圆弧轮廓加工和螺旋线轮廓加工的轮廓误差仿真图形。该仿真结果与数学分析计算结果一致。

关键词:仿真;数控伺服系统;轮廓误差中图分类号:TM921154  文献标识码:A  文章编号:1001-3881(2009)6-225-2

ApplicationofMATLABSimulationtoAnalyzetheContourErrorofNCServoSystem

CHENFang

(ShenzhenPolytechnicInstitute,ShenzhenGuangdong518055,China)

Abstract:TheNCservosystemstructurewas

MATLAB仿真在数控伺服系统轮廓误差分析中的应用

MATLAB仿真在数控伺服系统轮廓误差分析中的应用

analyzed.BasedonthetransferfunctionofNCservom,thelinecontourandarccontourerrorweremathematicallydeducted.TheNCservosystemmodelwasbuiltwiththeSIMofMATLAB,andthelinecontourandarccontourerrorsimulation

MATLAB仿真在数控伺服系统轮廓误差分析中的应用

figureswerepresented.Thesimthetheoreticalresult.

Keywords:Simulation;NCservosystem;Contourerror

0 前言

,[1]

工精度与质量。借助软件MATLAB,SIMULINK,建立数控伺服系统结构模型,分析其加工轮廓的仿真结果。其直观的图形效果,为改善和提高数控机床进给伺服系统的性能提供理论依据。

1 数控系统伺服结构模型

以FANUC数控系统为例,进给伺服系统一般采用三环控制,即位置环、速度环、电流环(力矩)。

[2]

其数字伺服系统结构如图1所示。

Gk(s)=

Kps(1+Ts)

根据自动控制原理相关知识,该伺服系统为I型[3]

系统,设在单位速度输入下,I型系统的速度误差

e(∞)=

K

,K为系统开环放大倍数。因此,当数控

。K

机床进给速度v为恒速运动时,跟随误差E=

对于连续切削系统要求同时精确地控制每个坐标轴运动的位置与速度,实际上由于每个轴的系统存在着稳态误差,就会影响坐标轴的协调运动和位置的精

[4]

确性,产生轮廓跟随误差,简称轮廓误差。211 加工直线轮廓

图3所示为加工直线轮廓误差示意图。

图1 数控系统伺服结构

因电流环参数不能修改,这里将电流环简化为一

比例环节。

为分析方便,可将速度环简化为一惯性环节,等效伺服系统结构如图2所示。

图3 加工直线轮廓的误差

图2 等效伺服系统结构

跟随误差:

收稿日期:2008-06-13

作者简介:陈芳(1977—),女,汉族,湖南桃源人,讲师,研究方向为数控技术应用、数控设备维修,主要从事教学、科研

工作,已发表论文9篇。电话:13265558955,0755-26731821,0755-26731821。E-mail:chenfangsz@oa1szpt1net。

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