数控机床的主轴电机控制方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明涉及电机控制，尤其涉及一种数控机床的主轴电机控制方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、数控机床在工业生产中具有越来越广泛的应用，数控机床的主传动系统包括主轴电动机，传动系统和主轴组件，与普通机床的主传动系统相比，结构比较简单，因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担。多用途通用性大的数控机床要求主轴电动机的调速范围宽，不仅要求低速大扭矩，还要求有较高的转速，因而对主轴电动机的选择及控制尤为重要。有些数控机床对于主轴的位置控制有要求，比如定向准停之类的，传动系统属于柔性连接，当转速很高时存在皮带打滑的情况，此时主轴电机的转速和主轴的转速就不是统一的，主轴电机的转速要大于主轴的转速，甚至会大很多，而编码器检测的是主轴的信息，如果此时按照编码器检测的信息对主轴电机进行闭环矢量控制(fvc)，无疑转速和磁场位置都会出错，进而导致电机失控。因此，如何避免fvc控制失控成为一个亟待解决的问题。

2、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种数控机床的主轴电机控制方法、系统、设备及存储介质，旨在解决如何避免fvc控制失控的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种数控机床的主轴电机控制方法，主轴平台包括机床主轴和主轴电机，编码器安装在所述机床主轴上；

3、所述数控机床的主轴电机控制方法包括以下步骤：

4、在检测到变频器启动时，按照fvc方式对所述主轴电机进行控制；

5、通过编码器采集所述主轴电机的第一实测转速，并通过svc估算模块获取所述主轴电机的第一估算转速和第一估算磁场位置；

6、在所述第一估算转速与所述第一实测转速之间的均值大于上限阈值时，将所述fvc方式切换为svc方式；

7、根据所述第一估算转速和所述第一估算磁场位置通过所述svc方式对所述主轴电机进行控制。

8、可选地，所述在所述第一估算转速与所述第一实测转速之间的均值大于上限阈值时，将所述fvc方式切换为svc方式的步骤之前，还包括：

9、判断所述第一实测转速与所述第一估算转速之间的转速差值是否小于预设转速差阈值；

10、若是，则判断所述第一估算转速是否大于上限阈值。

11、可选地，所述在所述第一估算转速与所述第一实测转速之间的均值大于上限阈值时，将所述fvc方式切换为svc方式的步骤，包括：

12、在所述第一估算转速与所述第一实测转速之间的均值大于上限阈值时，确定所述编码器采集所述主轴电机的第一实测磁场位置与所述第一估算磁场位置之间的角度差值；

13、判断所述角度差值是否大于预设角度阈值；

14、若是，则判定皮带存在打滑，将所述fvc方式切换为svc方式。

15、可选地，所述判断所述角度差值是否大于预设角度阈值的步骤之后，还包括：

16、在所述角度差小于或等于所述预设角度阈值时，判定皮带不存在打滑。

17、可选地，所述根据所述第一估算转速和所述第一估算磁场位置通过所述svc方式对所述主轴电机进行控制的步骤之后，还包括：

18、通过所述编码器采集所述主轴电机的第二实测转速和第二实测磁场位置，并通过所述svc估算模块获取所述主轴电机的第二估算转速；

19、判断所述第二实测转速与所述第二估算转速之间的转速差值是否小于所述预设转速差阈值；

20、若是，则在所述第二估算转速小于下限阈值时，将所述svc方式切换为所述fvc方式；

21、根据所述第二实测转速和所述第二实测磁场位置通过所述fvc方式对所述主轴电机进行控制。

22、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种数控机床的主轴电机控制系统，主轴平台包括机床主轴和主轴电机，编码器安装在所述机床主轴上；

23、所述数控机床的主轴电机控制系统包括：

24、启动模块，用于在检测到变频器启动时，按照fvc方式对所述主轴电机进行控制；

25、获取模块，用于通过编码器采集所述主轴电机的第一实测转速，并通过svc估算模块获取所述主轴电机的第一估算转速和第一估算磁场位置；

26、切换模块，用于在所述第一估算转速与所述第一实测转速之间的均值大于上限阈值时，将所述fvc方式切换为svc方式；

27、控制模块，用于根据所述第一估算转速和所述第一估算磁场位置通过所述svc方式对所述主轴电机进行控制。

28、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种数控机床的主轴电机控制设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的数控机床的主轴电机控制程序，所述数控机床的主轴电机控制程序配置为实现如上文所述的数控机床的主轴电机控制方法的步骤。

29、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有数控机床的主轴电机控制程序，所述数控机床的主轴电机控制程序被处理器执行时实现如上文所述的数控机床的主轴电机控制方法的步骤。

30、本发明主轴平台包括机床主轴和主轴电机，编码器安装在机床主轴上，在检测到变频器启动时，首先按照fvc方式对主轴电机进行控制，然后通过编码器采集主轴电机的第一实测转速，并通过svc估算模块获取主轴电机的第一估算转速和第一估算磁场位置，在第一估算转速与第一实测转速之间的均值大于上限阈值时，将fvc方式切换为svc方式，之后根据第一估算转速和第一估算磁场位置通过svc方式对主轴电机进行控制。相较于现有技术中按照编码器检测的信息通过fvc方式对主轴电机控制，无疑转速和磁场位置都会出错，导致电机失控，而本发明在svc估算模块获取主轴电机的估算转速与第一实测转速之间的均值大于上限阈值时，将fvc方式切换为svc方式，根据估算转速和估算磁场位置通过svc方式对主轴电机进行控制，从而避免了fvc控制失控问题。

技术特征：

1.一种数控机床的主轴电机控制方法，其特征在于，主轴平台包括机床主轴和主轴电机，编码器安装在所述机床主轴上；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一估算转速与所述第一实测转速之间的均值大于上限阈值时，将所述fvc方式切换为svc方式的步骤之前，还包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述第一估算转速与所述第一实测转速之间的均值大于上限阈值时，将所述fvc方式切换为svc方式的步骤，包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断所述角度差值是否大于预设角度阈值的步骤之后，还包括：

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一估算转速和所述第一估算磁场位置通过所述svc方式对所述主轴电机进行控制的步骤之后，还包括：

6.一种数控机床的主轴电机控制系统，其特征在于，主轴平台包括机床主轴和主轴电机，编码器安装在所述机床主轴上；

7.一种数控机床的主轴电机控制设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的数控机床的主轴电机控制程序，所述数控机床的主轴电机控制程序配置为实现如权利要求1至5中任一项所述的数控机床的主轴电机控制方法的步骤。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有数控机床的主轴电机控制程序，所述数控机床的主轴电机控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的数控机床的主轴电机控制方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种数控机床的主轴电机控制方法、系统、设备及存储介质，所述方法包括：在检测到变频器启动时，按照FVC方式对主轴电机进行控制；通过编码器采集主轴电机的第一实测转速，并通过SVC估算模块获取主轴电机的第一估算转速和第一估算磁场位置；在第一估算转速与第一实测转速之间的均值大于上限阈值时；根据第一估算转速和第一估算磁场位置通过SVC方式对主轴电机进行控制。本发明在SVC估算模块获取主轴电机的估算转速大于上限阈值时，将FVC方式切换为SVC方式，根据估算转速和估算磁场位置通过SVC方式对主轴电机进行控制，从而避免了FVC控制因皮带打滑导致磁场位置检测失效而导致电机失控问题。

技术研发人员：金浩,涂从欢,张晓光,吴小伟
受保护的技术使用者：武汉市正弦电气技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5