数控机床闭环虚拟系统的控制方法

摘要

本发明公开一种数控机床闭环虚拟系统及其控制方法，具有控制卡、电源模块、伺服虚拟单元、机床电气虚拟单元及外围硬件电路，由电源模块提供工作电源，伺服虚拟单元与数控机床的机床数控系统轴控制器之间及机床电气虚拟单元与数控机床I/O控制器之间进行控制或数据转换，伺服虚拟单元及机床电气虚拟单元分别与控制卡相连，该控制卡中存有机床闭环虚拟系统软件；该方法包括：建立数学模型；检测系统的控制信号并转化为数学参数代入数学模型计算；将计算所得控制参数转换为反馈信号给机床数控系统；机床数控系统根据反馈信号输出下一控制周期控制信号。本发明解决了数控机床生产厂家大规模生产的测试问题，有良好的扩充性和可替换性。

主权项

1.一种数控机床闭环虚拟系统的控制方法，其特征在于具有以下步骤：a.建立系统的数学模型；b.对系统的控制信号进行检测并转化为数学参数，代入上述数学模型；c.将在数学模型中进行计算所得到的控制参数转换为相应的反馈信号返回机床数控系统(CNC)；d.机床数控系统(CNC)根据上述反馈信号输出下一控制周期的控制信号，转至步骤b，开始下一个控制周期；所述数学模型包括伺服电机数学模型及刀架数学模型，其中伺服电机数学模型具体为：伺服电机的转速公式：当u_in≥u_io时，当u_in＜u_io时，其中：Ω(t)为机械角速度；u_io为前一次电压值；u_in为当前电压值；α₊为加速因子；α_-为减速因子，k为电压速度比；t为机械角速度Ω(t)的自变量，单位为时间。