液压驱动圆弧插补运动的统计研究

  抽象。在这项研究中，双轴龙门架的结构是根据ISO 230-4标准“数控机床的圆形测试”检查曲线运动的液压驱动定位技巧。

  该系统由PLC设备的路径和位置控制模块控制。基于全因子设计的实验结果，活塞直径，进给速率，半径和它们的双向相互作用的影响通过方差分析确定圆形度误差。因此，当活塞直径为63mm，惯性载荷为12.5kg，半径为5mm，进给速率为50mm / min为0.345mm时，获得最小圆度误差。

  圆度误差随惯性载荷，半径和进给速率的增加而增大，随着活塞直径的增大而减小。最后，活塞直径对圆度误差变化的影响最大，其次是半径，进给速率，活塞直径 - 半径，半径 - 进给速率，活塞直径 - 进给速率，惯性负载，活塞直径 - 惯性负载和惯性负载 - 半径因子和相互作用。

  1.简介

  制造技术中机床速度和位置控制的最新创新点称为计算机数控（CNC）技术。这些技术最重要的特征是加工微米精度的公差和制造无法通过经典机器加工的雕刻几何形状。伺服电机和滚珠丝杠通过测量元件等系统的闭环控制编码器使这些机器精确地工作。相比之下，具有快速响应速度，非常高的系统刚度，更高的力重比和紧凑尺寸的液压系统由于以下原因而失去其坚固性温度，压缩性泄漏，重量和摩擦等非线性参数难以建模。因此，液压系统用于这些机器的子操作，例如尾架和换刀机制。

  自适应控制和变结构控制（VSC）是用于补偿液压伺服系统的非线性行为的两种最常用的方法。大多数自适应控制器（Shih& Sheu1991; Bobrow& Lum1995年; Horiet al1989; Plummer& Vaughan 1996; Lee& Srinivasan1990）使用线性化模型用于系统，因此仅提供局部稳定性。这些系统可以处理不断变化的系统参数，例如流量常数，流体体积模数和可变载荷。这些线性化自适应控制器的缺点是缺乏全局稳定性证明（Sohl& Bobrow1999）。

尽管经典的VSC（Chern& Wu1991; Lee& Lee 1990; Hwang& Lan1994）对外部干扰和参数变化具有鲁棒性，但它会导致抖动，从而导致部件损坏和高控制活动。在VSC中喋喋不休系统分为两种类型，如VSC输出的抖动和状态空间中状态变量的抖动。这两种类型的抖动具有不同的性质，来自不同的来源（Hung1993）。虽然有在文献中对这个问题的各种解决方法，连续的方法，称为变边界层（Hwang1996; Chenet al2005）和达到法（Gao& Hung1993; Jerouaneet al2004; Hung& Hung1994）的方法，重点关注关于VSC输出和开关增益方法（Hwang1996; Wanget al1996; Haet al1999; Yau2004; Hung& Chung2007）对状态变量的抖动进行抖动。

  文献调查显示，数控技术在液压系统的控制中并未得到广泛应用，但却用于线性运动研究的定位精度。 Altintas& Lane（1997）进行了单轴通过开放式结构CNC实现两个压缸制动。同样，Pinar& Güllü（2010）统计检验了双轴液压龙门架直线运动的定位精度。系统的优化和通过Taguchi方法进行进给速度，运动距离，惯性载荷和方向参数的影响以及它们对定位误差的双向相互作用。据此，观察到进给速度，运动距离，进给速率 - 方向和运动距离 - 惯性载荷因子和 相互作用显着，最小定位误差为0.089 mm。然而，在这项研究中，研究了液压驱动圆弧插补运动通过构建具有与CNC立式加工中心类似配置的系统，首次在统计上进行统计。

  2.实验装置

  通过西门子S7-300 PLC（可编程逻辑控制器）组中的4轴CNC控制器（FM 357-2）将系统控制为闭环。使用分辨率为0.005 mm的增量式线性编码器作为反馈组件。正如所见在图1中，根据要实现的运动的相关命令通过控制器的软件输入为MDI（手动数据输入）模式。有关CNC命令的参数通过USB / MPI发送到PLC设置处理器接口卡。 FM 357-2在±10 V的范围内向比例阀施加适当的电信号。阀门指向的气缸通过以适当的速度移动轴来实现所需的运动。该从计算机的并行端口收集测量所需的坐标数据。通过使用RapidForm 2004商业软件分析来自X和Y轴的数据，确定圆度误差。