基于NNFFC的CNC加工中心進給驅動系統動態性能優化
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：加工中心進給驅動系統的動態性能對整體加工中心的加工質量、加工效率具有重要影響，圍繞加工中心進給驅動的動態性能研究與優化_直是國內外相關研究的重點和難點。在加工中心進給驅動整體建模與動態性能研究方面，文獻i -2]通過解析法構建加工中心進給軸分布-集中混合模型，研究不同進給率情況下的進給系統動態性能，在分析單個進給軸跟隨精度和誤差的基礎上，進一步實現運動合成,實現圓柱體切削加工下的三軸合成運動研究及加工中心整體動態性能評價。文獻H構建了包含滾珠絲杠集中參數模型在內的伺服控制系統仿真模型，對進給驅動系統電氣控制參數進行研究，并對該伺服系統動態性能進行優化：文獻1-5]采用多體系統動力學建模軟件，通過與控制系統仿真軟件Mullah的數據交互接口建立滾珠絲杠副進給驅動系統機電聯合仿真平臺，借助動力學特性實驗平臺，通過控制算法仿真分析實現進給驅動動態性能的優化。文獻H從理論分析和仿真的角度出發,對伺服控制系統與機械系統進行集成建模,探究高速高加速度對進給系統機電耦合的影響，文獻H以某車銑復合加工中心進給軸模塊為研究對象,基于多剛體動力學構建機械模塊的動力學模型,并通過與伺服控制系統的集成建模，對機械結構與伺服控制系統共同作用下的加工中心整體進給驅動系統動態性能進行研究，并通過伺服控制參數整定對系統動態性能進行優化。加工中心進給驅動系統動態性能的研究中為便于與伺服控制系統進行集成建模，多采用等效轉動慣量模型或多體動力學模型等對機械傳動環節進行建模，在考慮機械傳動環節結構柔性影響下的進給驅動系統整體動態性能研究與優化方面尚存在不足部分學者通過不同的伺服控制策略與控制算法對進給驅動的動態性能進行優化，但是僅通過一種控制策略或方法優化提高進給驅動的動態性能易造成該算法或策略的復雜性過高，計算量大。此外，亦可通過伺服控制參數整定對進給驅動系統的整體動態性能進行優化,依據整定方法的不同，可以將其分為基于近似模型解析的自整定方法和基于優化規則的自整定方法,基于近似模型解析的自整定方法fe'15]通過整定規則解析推導確定伺服參數最優值,該方法過程相對簡單，但因采用近似簡化，最終推導得出的伺服參數通常并非最優取值，基于優化規則的自整定方法[i|7]借助智能優化搜索算法實現控制參數整定優化，該方法計算成本相對較大，但優化整定效果較好，由于級聯控制回路及其動態特性的非線性特征，該伺服控制參數的最優取值并不固定，因此通過控制參數值優化選取來實現進給驅動系統動態性能的最優化具有_定的局限性針對前述問題，本文考慮機械傳動環節結構柔性對進給驅動系統整體動態性能的影響，首先構建滾珠絲杠進給系統狀態空間模型，在此基礎上，基于數字化模塊仿真，進_步實現與伺服控制系統的集成建模。在此基礎上，提出神經網絡自適應電流與速度前饋綜合控制（NNFFC)策略，基于神經網絡的非線性與自適應學習，綜合控制參數時變最優參數組合自適應調節與電流速度前饋，優化滾珠絲杠進給驅動系統的動態響應性能：1滾珠絲杠進給驅動系統集成建模與實驗滾珠絲杠進給驅動系統包含有伺服控制和滾珠絲杠進給系統（機械環節），伺服控制產生驅動輸入到滾珠絲杠進給系統（機械環節），在床身的支撐下，電動機旋轉運動經電動機軸、聯軸器、絲杠軸等，最終轉化為立柱（滑枕）等負載的平移運動。以往研究中為便于與伺服控制系統進行集成建模，多采用等效轉動慣量模型或多體動力學模型等對滾珠絲杠進給系統（機械環節）進行建模，在考慮機械傳動環節結構柔性影響下的進給驅動系統整體動態性能研究方面尚存在不足為實現與伺服控制系統的整體集成建模及整體動態特性優化,考慮機械傳動環節結構柔性對進給驅動系統整體動態性能的影響，首先構建滾珠絲杠進給系統狀態空間模型，在此基礎上進一步構建與伺服控制系統的集成模型。海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內容都PDF格式顯示，如未有顯示請刷新或轉換瀏覽器嘗試，手機瀏覽可能無法正常使用！結束語：(1) 考慮機械傳動環節結構柔性對進給驅動系統整體動態性能的影響，首先構建滾珠絲杠進給系統狀態空間模型，在此基礎上，基于數字化模塊仿真，進一步與伺服控制系統進行集成,構建滾珠絲杠進給驅動系統集成模型，通過實驗對該模型進行了驗證D(2) 鑒于級聯控制回路及其動態特性非線性特征下伺服控制參數最優值并不固定，通過控制參數值優化選取對進給驅動系統動態性能進行優化具有_定的局限性,本文提出神經網絡自適應電流與速度前饋控制設計策略，在進給驅動系統整體集成建模的基礎上，基于控制參數時變最優參數組合自適應調節與電流速度前饋，對滾珠絲杠進給驅動動態性能進行優化，優化后跟隨誤差由0.252 6降為0.111 5,干擾峰值由0.019降為0.007 0,上升時間由原來的0. 128 3 s減少為0. 107 5 可以看出，優化后滾珠絲杠進給驅動系統在響應速度提高、跟隨誤差降低的同時其抗干擾性更好。海天精工是一家集銷售、應用及服務于一體的公司。產品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產工廠設在廣東省寧波市，目前其生產的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務！聲明：本站文章均來自網絡，所有內容不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任！