螺距误差补偿原理及闭环控制

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螺距误差补偿原理及闭环控制

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2022-05-31 16:48:34

CNC系统的闭环控制指的是光栅尺检测运动轴实际运动位置,并反馈误差给控制系统,进而控制系统驱动伺服电机按检测误差驱动运动轴到设定位置。

螺距误差补偿指补偿运动轴滚珠丝杠各位置上的机械误差。可通过相应检测手段(例如激光干涉仪)检测出运动轴各位置的定位误差(螺距(导程)误差),然后通过增加补偿值来补偿这个定位误差。

 

闭环控制

  在实际闭环控制应用中,以光栅尺的检测结果为基准,伺服电机带动运动轴运动的实际位置是存在误差的,例如,程序要求X轴走到G91 X50,这时运动轴的定位过程如下:NC系统计算50mm对应的C轴角度然后命令伺服电机旋转指定角度带动运动轴移动,如此位置丝杠机械误差为+0.05,则实际运动轴运动了50.05mm,此时光栅尺反馈NC系统,距目标位置误差为+0.05mm,NC系统再命令伺服电机反向旋转相应角度使运动轴反向移动0.05mm。以上为一般认为的运动轴闭环控制。但实际应用中既然定位误差一直存在,则第二次补偿过程中移动的0.05也应存在误差,也就是说补偿后的运动终点与目标位置也仍然存在误差。根据闭环控制逻辑,补偿,反馈会是一个无限循环,因为一旦误差小于机床定位精度,则误差就不会继续缩小。这种反复的补偿运动是不可能被允许的,他会造成运动轴的震荡。理论上这种无限循环可以通过设置运动轴最大允许位置误差,并设置补偿极限次数加以避免,但,实际NC系统是用哪些参数控制的呢?

 

螺距误差补偿

  螺距误差补偿的实质是什么,补偿丝杠各位置的螺距? 还是补偿光栅尺的位置?激光干涉检测时是否需要屏蔽光栅尺和闭环控制?


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