一种车铣磨床用后置式电主轴控制方法及设备与流程

本发明属于电主轴控制技术领域，具体地，涉及一种车铣磨床用后置式电主轴控制方法及设备。

背景技术：

近年来，随着现代化工业生产的飞速发展和科学力量的空前进步，在工业生产、国防建设、科技研究等各个领域当中，由永磁同步电机构成的伺服控制系统应用越来越多，其控制结构和控制功能也编的越来越复杂，工作现场生产工业环境也很恶劣，因此很多的伺服驱动控制设备容易出现各种机械故障。

电主轴部件是精密、超精密机床主要动力源，直接参与切削加工，对机床的加工度、表面质量和生产效率影响巨大。随着电主轴转速的提高，电主轴运行时离心力越来越大，电主轴上任何地方绩效的不平衡就会产生很大的离心力。随着加工精度要求的不断提高以及机床的电主轴振动的复杂性，特别是对于精密和超精密加工机床，振动被动控制技术已经很难满足机床减振的要求。如图2所示为老式电主轴控制设备的结构示意图。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是提供一种车铣磨床用后置式电主轴控制方法及设备，采用模块化设计，降低了设备的维修成本与维护周期，降低能耗，提高电机效率。

技术方案：本发明提供了一种车铣磨床用后置式电主轴控制方法包括：电主轴、逆变器、电流调节器、速度控制器、存储器和处理器，所述电主轴与速度控制器连接，所述速度控制器与电流调节器连接；所述电主轴启动或关闭时，获取附加转矩，将所述附加转矩与速度控制器的输出值进行叠加获得速度叠加值，并将所述速度叠加值作为电流调节器的输入，所述电流调节器的输出通过逆变器向所述电主轴输出，所述编码器反馈值与速度控制器的给定值组成闭环控制；其中，所述处理器包括信号处理器和主处理器，所述信号处理器是dsp处理器，获得电主轴扭转振动的试验频率，所述主处理器基于电主轴的设计参数以及扭转振动的试验频率获得电主轴的弯曲振动频率，进而获得第一pwm信号和第二pwm信号，所述第一pwm信号用于控制电主轴的弯曲振动，所述第二pwm信号用于控制电主轴的扭转振动。本发明的车铣磨床用后置式电主轴控制方法，结构设计简单、合理，采用模块化设计，降低了设备的维修成本与维护周期，电主轴的损耗，提高电机效率。

进一步的，上述的车铣磨床用后置式电主轴控制方法，根据所述逆变器的输出电压和输出电流计算速度反馈值。

进一步的，上述的车铣磨床用后置式电主轴控制方法，根据所述速度反馈值与所述附加转矩叠加获得速度叠加值，并且所述速度叠加值作为所述速度控制器的输入。

进一步的，上述的车铣磨床用后置式电主轴控制方法，所述逆变器的输出电流，转换获得励磁电流和转矩电流。

进一步的，上述的车铣磨床用后置式电主轴控制方法，所述电流调节器根据所述励磁电流和转矩电流进行电流闭环控制。

进一步的，上述的车铣磨床用后置式电主轴控制方法，所述存储器中存储在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现。

进一步的，上述的车铣磨床用后置式电主轴控制方法的车铣磨床主轴箱，包括过渡法兰、同步永磁电机定子组件、同步永磁电机转子组件、适配轴和编码器，所述一组同步永磁电机定子组件一通过过渡法兰连接在车铣磨床主轴箱端部，所述同步永磁电机转子组件套设在同步永磁电机定子组件内侧，所述适配轴卡设在一组同步永磁电机定子组件和同步永磁电机转子组件围成的空间内，所述编码器设置在适配轴远离过渡法兰的一端。安装维修方便，提高产品质量。

进一步的，上述的车铣磨床用后置式电主轴控制方法的车铣磨床主轴箱，所述编码器的反馈值与速度控制器的给定值组成闭环控制。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的车铣磨床用后置式电主轴控制方法，结构设计简单、合理，采用模块化设计，降低了设备的维修成本与维护周期，兼容性好，可兼容不同型号的永磁同步电机，极大的改善因电机长时间运行参数变化而导致的系统不稳定，降低电主轴的损耗，提高电机效率，实现电主轴振动的最优控制，具有很高的推广价值。

附图说明

图1为本发明所述车铣磨床用后置式电主轴控制方法的结构框图；

图2为老式电主轴控制设备的结构示意图；

图3为本发明所述车铣磨床用后置式电主轴控制设备的车铣磨床主轴箱的结构示意图。

图中：车铣磨床主轴箱4、过渡法兰5、同步永磁电机定子组件6、同步永磁电机转子组件7、适配轴8、编码器9。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例

如图1所示的车铣磨床用后置式电主轴控制方法，包括电主轴、逆变器、电流调节器、速度控制器、存储器和处理器，所述电主轴与速度控制器连接，所述速度控制器与电流调节器连接；所述电主轴启动或关闭时，获取附加转矩，将所述附加转矩与速度控制器的输出值进行叠加获得速度叠加值，并将所述转矩叠加值作为电流调节器的输入，所述电流调节器的输出通过逆变器向所述电主轴输出，所述编码器反馈值与速度控制器的给定值组成闭环控制；其中，所述处理器包括信号处理器和主处理器，所述信号处理器是dsp处理器，获得电主轴扭转振动的试验频率，所述主处理器基于电主轴的设计参数以及扭转振动的试验频率获得电主轴的弯曲振动频率，进而获得第一pwm信号和第二pwm信号。所述第一pwm信号用于控制电主轴的弯曲振动，所述第二pwm信号用于控制电主轴的扭转振动。根据所述逆变器的输出电压和输出电流计算速度反馈值。根据所述速度反馈值与所述附加转矩叠加获得速度叠加值，并且所述速度叠加值作为所述速度控制器的输入。所述逆变器的输出电流，转换获得励磁电流和转矩电流。所述电流调节器根据所述励磁电流和转矩电流进行电流闭环控制。所述存储器中存储在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现。

如图3所示的车铣磨床主轴箱4包括过渡法兰5、同步永磁电机定子组件6、同步永磁电机转子组件7、适配轴8和编码器9，所述一组同步永磁电机定子组件6通过过渡法兰5连接在车铣磨床主轴箱4端部，所述同步永磁电机转子组件7套设在同步永磁电机定子组件6内侧，所述适配轴8卡设在一组同步永磁电机定子组件6和同步永磁电机转子组件7围成的空间内，所述编码器9设置在适配轴8远离过渡法兰5的一端。其中编码器9的反馈值与速度控制器的给定值组成闭环控制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。