一种基于磨边机恒线速度磨削的控制算法

摘要

本发明公开了一种基于磨边机恒线速度磨削的控制算法，首先对餐具盘外轮廓进行轨迹规划，离散外轮廓曲线，获取离散点坐标数据，然后计算每个离散点的砂轮进给速度和该点旋转切向速度，据此编写G代码程序，并结合PID调节控制，实现恒线速度、恒力矩磨削。采用了PID算法保证砂轮恒力矩磨边，该发明由餐具盘外轮廓计算、生成G代码，由G代码控制砂轮进给轴和餐具盘旋转轴实现两轴联动，保证了恒线速度磨边，本发明的控制算法，具有较强的自适应性、磨削精度高和动态响应等特点，可适用于复杂轮廓边缘的，且磨削效果较好。

主权项

一种基于磨边机恒线速度磨削的控制算法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1：构建磨边机运动数学模型，建立运动坐标系x0y，（x方向为砂轮的进给速度方向，y方向为盘旋转切向速度，坐标原点为转盘旋转中心）；步骤2：根据餐具盘的外轮廓曲线，导出轮廓曲线DXF文件，读取文件离散化曲线，得到n个离散点，并输出各点的坐标值(,）（），其中（,）和（,）是曲线加工过程中的任意两点，其相位角分别是、，将曲线任意两点（,）和（,）进行坐标转换，转换为x0y坐标系下的两点（,）和（,）；坐标转换公式：式中，α‑β为两点相位角差；步骤3：计算轮廓曲线每个离散点的砂轮进给速度、转盘切向速度，将磨削速度分解成砂轮进给速度和转盘切向速度，为与的夹角，外轮廓曲线离散点越密集，近似等于两点连线的斜率；步骤4：根据离散点坐标数据和速度编写G代码程序；步骤5：采集砂轮进给电机电流和砂轮旋转电机电流，在n个周期内采集n个电流值和（），采取堆栈方式存储电流值，即按“一进一出”的存取原则；步骤6：对采集的砂轮进给电机电流和砂轮旋转电机电流进行滤波处理，采用算数平均方法，得到滤波后的电流、，每周期刷新一次，计算得到电流和值；步骤7：给定权重，计算电流值;根据PID离散表达式，并结合抗饱和积分与变积分思想，编写PID控制算法；PID离散点形式：式中、和分别为比例系数、积分系数和微分系数;步骤8：给定恒定电流，将PID调节结果作为餐具盘装夹误差补偿，修正控制砂轮进给轴G代码，确保砂轮在恒定力矩下磨削；步骤9：根据G代码程序，由数控系统控制砂轮进给轴和餐具旋转轴运行，通过PID控制算法实时补偿、修正G代码程序，保证砂轮沿餐具盘外轮廓恒线速度、恒力矩跟随。