高速高精运动控制补偿及参数校准技术
运动控制系统中精度补偿与校正技术研究
运动控制系统中精度补偿与校正技术研究概述在现代工业生产中，运动控制系统起着至关重要的作用。
而在运动控制过程中，精度是一个非常关键的指标。
精度补偿与校正技术是提高运动控制系统精度的重要手段。
本文将就运动控制系统中的精度补偿与校正技术进行研究和探讨。
一、运动控制系统介绍运动控制系统是指通过控制运动装置、传感器和执行器来实现对物体的精确控制。
它应用于很多领域，如机械制造、自动化、机器人等。
一个良好的运动控制系统需要具备高精度、高速度和高稳定性等特点。
二、精度补偿与校正的重要性运动控制系统在长期运行和恶劣环境下容易受到机械磨损、温度变化和误差累计等因素的影响，从而导致系统精度下降。
精度补偿与校正技术可以弥补这些因素对系统精度的影响，提高系统的运动精度和稳定性。
因此，研究精度补偿与校正技术对于提高运动控制系统的性能至关重要。
三、精度补偿与校正技术研究内容1. 误差建模与预测精度补偿与校正技术的第一步是对系统误差进行建模与预测。
通过对系统进行实时监测和测量，分析误差来源，建立误差数学模型，可以预测系统的误差变化规律，为后续的补偿与校正提供依据。
2. 传感器校准技术传感器是运动控制系统中获取反馈信息的重要装置。
然而，传感器本身可能存在一定的误差。
传感器校准技术可以通过比对真实值和传感器测量值之间的差异，准确地估计出传感器的误差，并进行补偿校正，提高系统的测量精度。
3. 补偿与校正算法根据误差模型和传感器校准结果，可以采用多种补偿与校正算法来消除系统误差。
常用的算法包括PID控制算法、自适应控制算法、模型预测控制算法等。
通过合理选择和优化算法参数，可以实现对系统误差的实时补偿与校正，提高系统的运动精度。
4. 物理结构设计改进系统的物理结构设计对运动精度也有一定影响。
通过优化机械结构设计，减小机构刚度变化、减小摩擦力、减小回程误差等，可以降低系统的非线性误差，提高系统的运动精度。
四、精度补偿与校正技术的应用精度补偿与校正技术广泛应用于各种运动控制系统中。
基于EtherCAT总线的高速高精度多轴伺服运动控制器
【 关键词 】 Ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ Ｃ Ａ Ｔ；Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ ；高速高精度；运动控制器；数控 系 统
通过运行在工 控机上的上位机软件 ，上位机运行基 于Ｐ Ｃ 的
１ 引 言
ＱＴ图形操 作系 统 ，可 以设 置运动 控制 参数 、实 时显示 加 工进
度 、 系 统 的运 行 状 态 。上 位 机 将 导 入 的Ｃ ＡＤ图 纸 读 取 后 ， 转 化
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ ＯＮＩ Ｃ Ｓ ＷＯＲ Ｌ Ｄ・ 探素与观察
基｛Ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ Ｃ Ａ Ｔ 总线的高速高精度多轴伺服运动控制器
广东工业大学 自 动化学院 栾 伟 易勇帆 王钦若
【 摘要 】 提 出一种基于Ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｃ Ａ Ｔ 总线多轴伺服运动控 制器 。该运动控制 器 以ｓ Ｔ Ｍ３ ２ Ｆ ４ ２ ７ ｚ Ｅ Ｔ ６ 为核心 完成数 据通信 、路径 规划及数
・８ ６・
ｔ 皇子 啬 ， －
作 为主 控 芯 片 ，ＭＣ Ｘ３ １ ４ 和ＭＣ Ｘ ５ ０ １ 作为 专用 的运 动控 制 芯片 ；主
ｗ ａ ｉ ｔ （ ０ ｘ ３ ） ；
控芯片与专用运动控制芯片之间通过Ｆ Ｓ ＭＣ 总线连接，对其读写命 令和数据 。主控板和接 口板通过接插件进行连接 。 接 口板上 主要 分布Ｅ Ｔ１ ２ ０ ０ 从 站通 讯模块 电路 ， 电源转换 模 块 电路 ，信 号 隔离 模块 电路 （ 高速磁 耦 隔离 和低 速 光耦 隔 离 ），ＡＤ７ ６ ０ ６ 采样模块电路，２ ３ ２ ／ ４ ８ ５ 通讯模块 电路等 。
据 处理 ；采 用Ｍｃ ｘ３ １ ４ 完成伺服 电机 高速 高精度 的运 动控 制。该控制 器还通过 ｓ Ｔ Ｍ３ ２ 实现 了Ｅ Ｔ１ ２ ｏ ０ 从站接 口、４ ８ ５ ￣ － 口、２ ３ ２ 接 口、 Ａ Ｄ采样接 口及ｓ Ｐ Ｉ 总线扩展接 口等 。该控 制器具有很强 的适 用性 ，既 可以用在 高速数控 冲床 上又可 以用在激光切 割机 中以及其他 需 要 高速 高精度定位的数控 设备上。
智能制造中的智能装备技术
智能制造中的智能装备技术智能制造被认为是未来工业发展的趋势，它通过数字化、网络化、智能化技术，实现了资源的优化配置和生产的高效运行，提高了工业生产的质量和效率。
而智能装备技术则是智能制造的核心和基础，它涵盖了智能感知、智能控制、智能决策等方面的技术，为智能制造提供了坚实的技术支持。
智能制造中的智能装备技术可以分为以下几个方面。
一、传感技术传感技术是智能装备中最基础的技术之一，它能够感知生产过程中的各种因素，如温度、压力、振动等，从而提供数据支持。
现代传感技术已经发展到了高精度、高可靠、多参数、多功能的程度，能够满足不同领域的需求。
在智能制造中，传感技术的应用非常广泛，它可以通过感知生产现场的各种数据，为智能化生产提供重要的支持。
二、运动控制技术运动控制技术是智能装备中最重要的技术之一，它通过对机器运动和位置的控制，实现了机器人、自动化生产线等智能装备的高效运行。
运动控制技术包括了伺服驱动、精密定位、运动控制等方面的技术，它们能够实现高速、高精度的运动控制和位置定位。
在智能制造中，运动控制技术的应用非常广泛，如自动化生产线、智能机器人等。
三、机器视觉技术机器视觉技术是近年来快速发展的一种智能装备技术，它通过摄像机、图像处理等技术，实现了对生产现场的视觉检测和识别。
机器视觉技术的应用非常广泛，如表面检测、零件定位、自动识别等，特别是在自动化生产线中，机器视觉技术为高质量、高效率的生产起到了非常重要的作用。
四、人机交互技术人机交互技术是智能装备中的另外一个重要技术，它通过人机接口、手势识别、语音识别等技术，实现了人机之间的自然交互，使人类能够轻松地与智能装备进行交互和操作。
人机交互技术的应用非常广泛，如智能机器人、数字化工厂等，它们为智能化生产提供了方便和高效的操作方式。
五、云计算技术云计算技术是近年来兴起的一种技术，它通过互联网的方式，将计算资源和应用程序提供给不同的用户。
在智能装备中，云计算技术可以实现生产数据的存储、共享和分析，提高了生产管理的智能化水平，同时还可以通过互联网实现远程监控、诊断和修复等功能。
工业机器人校准技术与补偿方法发展现状及趋势
工业机器人的校准过程包括系统建模、 数据测量、 参数辨识和误差补偿[6] , 即: 通过建立工业机器人的 校准模型, 应用校准方法获取机器人末端执行器的实
· 2 · 综合评述
2021 年第 41 卷第 3 期
际位姿, 然后应用参数辨识方法获得具体的参数变化
规律[7 -8] , 之后进行参数补偿以达到提高其末端定位
工业机器人的长期使用可能导致其精度因磨损而 降低, 另外连杆长度、 连杆工具坐标系的定义偏差等 因素会导致工业机器人的位姿产生偏移, 也会对工业 机器人的使用精度造成极大影响。 目前, 解决上述问 题的主要方法是通过构建工业机器人的误差模型对工 业机器人进行误差补偿, 并完成工业机器人的校准[5] 。 但是, 目前国内工业机器人标准与校准规范尚不完善,
仅制定了 GB / T 12642 - 2013 《 工业机器人性能规范及 其试验方法》, 该标准主要定义了工业机器人的性能规 范及其试验方法。 目前国内还没有针对工业机器人末 端执行器绝对定位精度的相关校准规范, 因此开展工 业机器人末端执行器的校准与补偿方法研究十分重要。
本文首先介绍了工业机器人的校准模型, 在分析 和总结工业机器人的几何参数误差及运动学模型的基 础上, 从校准方法和补偿方法两个方面对工业机器人 的校准技术进行梳理, 并总结未来工业机器人校准技 术的发展趋势, 为未来工业机器人在线校准与误差补 偿规范标准的制定提供参考。
px = fpx ( X1 ,X2 ,X3 ,X4 ,X5 ,X6 )
py = fpy ( X1 ,X2 ,X3 ,X4 ,X5 ,X6 )
pz = fpz( X1 ,X2 ,X3 ,X4 ,X5 ,X6 )
(4)
ωx = fωx ( X1 ,X2 ,X3 ,X4 ,X5 ,X6 )
数控技术发展趋势探究论文
数控技术发展趋势探究论文【论文关键词】：数控技术;趋势;智能【论文摘要】：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋势。
1.引言数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。
它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
2.国内外数控系统的发展概况随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。
在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。
目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。
在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。
加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。
CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。
在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。
全面解析安川伺服参数设定的步骤与流程
全面解析安川伺服参数设定的步骤与流程安川伺服参数设定是工业自动化领域中非常重要的步骤，它涉及到伺服系统的性能和工作效率。
本文将从基本概念、步骤和流程以及注意事项等方面全面解析安川伺服参数设定的内容，以帮助读者更好地了解和应用该过程。
一、基本概念安川伺服参数是指用于调整伺服运动控制的各种参数设置，包括速度、加速度、减速度、位置误差补偿等。
通过对这些参数的设定，可以使得伺服系统能够更好地适应不同的工况需求。
二、步骤与流程1. 确定应用需求：在进行伺服参数设定之前，首先需要了解伺服系统的应用场景和需求。
例如，是需要高速运动还是高精度定位，需要考虑的因素包括负载大小、工作环境等。
2. 确定基本参数：根据应用需求，确定伺服系统的基本参数，包括速度、加速度和减速度等。
这些参数将决定伺服系统的运动性能，对于不同的应用场景需要进行合理的设置。
3. 进行位置校准：在设定伺服参数之前，需要先进行位置校准，以确保伺服系统的准确性。
可以通过使用编码器或者其他位置传感器来完成位置校准。
4. 设定速度参数：根据应用需求和系统特性，设定伺服系统的速度参数。
速度参数主要包括预设速度、最大速度和加速度等。
需要综合考虑负载要求和机械特性确定适合的设定值。
5. 设定位置控制参数：根据应用需求和机械系统特性，设定伺服系统的位置控制参数。
这些参数包括位置环增益、速度补偿和位置误差补偿等。
6. 设定力矩控制参数：如果应用需要力矩控制，还需要设定相应的力矩控制参数。
力矩控制参数可根据负载要求和运动特性进行合理设定。
7. 调试和优化：完成参数设定后，需要进行调试和优化，以确保系统的稳定性和运动精度。
可以通过实际运动测试和观察等方式进行调试，根据实际效果进行参数微调。
三、注意事项1. 设定伺服参数需要有一定的专业知识和经验，建议在有相关技术背景的人员的指导下进行操作。
2. 在设定参数之前，需要确保伺服系统的硬件和软件状态正常，并进行必要的检查和维护。
基于SERCOS技术实现高速高精度运动控制
ｌ ｓ ＲＣ０Ｓ总 线 Ｅ ＳＲ Ｏ Ｅ Ｃ Ｓ总 线 是 一 种 用 于 高 速 、 高精 度 运 动 控 制
的 现场总 线接 口和 数 据 交换 协 议 ， 目前 用 于数字 伺 是
服 和数据 通信 的 唯 一 国际 标 准 。Ｓ Ｒ Ｏ Ｅ Ｃ Ｓ接 口采 用光
缆 将控 制部件 连接 在一起 ， 构成一个 封 闭 的环路 ， 图 如 １所示 。它支 持 多种通 信速 率 ， 最快 可 达 １ Ｍ ／， ６ ｂｓ 同时 接 口的时钟周 期频 率可 将传 输的 精 度 控 制 在 ｌ ｓ以下 ， Ｖ 因此 它 可
以完 成 数 据 的 严 格 实 时 同 步传 输， 确保 系 统 的 同步 运 行 和 控 制
精 度 。而且采 用 Ｓ Ｒ Ｏ Ｅ Ｃ Ｓ接 口可 以很容 易将不 同制 造商 的数 字控 制 器和驱 动联 人一个 系统 中 ， 图Ｉ 具有ＳＲＯ 接１ 能 ＥＣ Ｓ ３ 的 够 实现各 自产品 的特性 和功 能 。 驱动器所组成的数 统 控系
结构。 关 键 词 ：Ｅ Ｃ Ｓ Ｒ ＯＳ ￣ｆＳ Ｒ Ａ ｌ Ｅ Ｃ ＮＳ 运 动 控 制 实 时
由于市场 竞争激 烈 ， 在机 械 、 印刷 、 纺织 、 包装 等行 业 对采 用数字 控制 提 高 自动 化 水 平 提 出 了 广 泛需 求 ， 对 数控 系统 的控制精 度 和速 度要求 也 比以前 提高 了一 个 数量 级 ， 且 要 求 数 控 系 统 开 放 性 更 好 ， Ｅ Ｃ Ｓ 并 ＳＲ Ｏ （ ｅ ａ Ｒ ａ ｔ ｅＣ ｍ ｕ ｉ ｔ ｎＳ ｎａｄ 技 术 的出现 为 Ｓｒ ｌ ｅ ． ｍ ｏ ｍ ｎ ａ ｏ ｔ ｄｒ） ｉ １ ｉ ｃｉ ａ 加速 数控 技术 的发展 提 供 了强大动 力 。
高精度运动控制系统的关键技术及综合运用ppt课件
3
公司简介（二）
此外公司还与秦皇岛海纳科技公司 合作研发了国内首款可驱动直线电机和 旋转电机的通用型伺服驱动器。该驱动 器具有高阶轨迹生成、支持用户编程等 高端功能，产品性能已达到国际先进水 平，可广泛用于高精密运动控制系统的 驱动和控制。
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总结
❖ 运动控制技术是多学科复合技术：机械与电子、硬件和软件、算法 和分析
❖ 运动控制应用范围广：开环控制或闭环控制、半闭环或全闭环控制 ❖ 采用闭环控制首要考虑的是系统稳定性 ❖ 运动控制的性能不仅要考核时域响应，还要考核频域特性 ❖ 运动控制系统由控制平台、功率放大器/驱动器、执行机构/电机/
安装误差的影响
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实例：编码器安装对信号质量及精度的影响（续） 信号质量对误差影响
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运动控制系统的保护
软件级 •计算错误保护 •位置误差保护 •饱和保护 •震荡保护 •RMS功率保护 •电源故障保护 •急停保护
机械级 •机械限位装置 •机械刹车/卡紧装置 •机械防撞装置 •… …
硬件级 •限位传感器保护 •看门狗保护 •电源故障保护 •过功率保护 •驱动器短路保护 •驱动器过压/欠压保护 •驱动器过温保护 •驱动器RMS电流保护 •… …
➢ 光栅尺的精度
➢ 线距，或信号周期(每毫米线数，或每圈线)
➢ 光栅尺的热敏系数
➢ 差值技术
➢ 信号质量
➢ 频率响应与最高速度
旋转编码器最大速度 = [工作频率 (Hz) / (每转线数) ]*60 [RPM]
FANUC高速高精度控制的调整步骤
根据实际情况选择合适的控制算法，如PID控制、模糊控制等，以满 足系统对高速和高精度的要求。
控制策略
根据实际需求，制定合适的控制策略，如轨迹规划、动态补偿等，以 提高系统性能和稳定性。
调试与优化
在软件配置过程中，需要进行系统调试和优化。通过调整软件参数和 算法参数，不断优化系统性能，提高控制精度和稳定性。
软件升级
及时升级fanuc控制系统软件，获取 最新的功能和性能优化，提高加工过 程的控制精度和稳定性。
05 结论
fanuc高速高精度控制的优势
高速高精度控制能够提高加工效率和 加工质量，减少加工误差，提高产品 的一致性和可靠性。
fanuc高速高精度控制能够适应各种 复杂和高效的加工需求，提高了加工 过程的灵活性和适应性。
伺服增益是影响系统动态特 性的重要参数。通过调整伺 服增益，可以改善系统响应 速度和跟踪性能。需要根据 实际情况，通过试验确定最 佳的伺服增益值。
为了消除系统中的噪声和振 动，需要设置合适的滤波器 。通过调整滤波器的参数， 可以优化系统的低通和高通 特性，提高控制精度和稳定 性。
轴参数包括位置环增益、速 度环增益、加速度等，这些 参数对轴的控制性能产生重 要影响。需要根据实际情况 ，对轴参数进行合理配置， 以保证轴的高速和高精度运 动。
硬件配置
硬件配置
伺服电机
编码器
传动机构
在调整fanuc高速高精度控制 时，需要考虑系统的硬件配置 。硬件配置包括伺服电机、编 码器、传动机构等，这些部件 的性能对系统控制效果产生直 接影响。
选择合适的伺服电机是实现高 速高精度控制的关键。需要根 据实际需求，选择具有高动态 响应和高精度的伺服电机。
高速加工
通过优化加工路径和切削参数， fanuc高速高精度控制能够实现高 速加工，从而提高生产效率和降低 生产成本。
运动控制 算法误差
运动控制算法误差1.引言1.1 概述运动控制是现代工业领域中广泛应用的一项技术。
它通过对机器或设备的运动进行精确控制，实现预定的运动轨迹和位置。
运动控制算法作为实现运动控制的核心部分，起着至关重要的作用。
然而，在实际应用中，由于各种因素的存在，运动控制算法往往存在一定的误差。
这些误差可能来自于传感器的不准确性、执行器的精度限制、外界环境的干扰以及算法本身的局限性等多个方面。
因此，对于运动控制算法的误差进行深入的分析和研究，具有非常重要的意义。
本文将重点关注运动控制算法的误差问题，并通过分析不同误差来源的特点和影响因素，探讨其对运动控制系统性能的影响。
同时，本文还将介绍一些常见的误差补偿方法和优化算法，以提高运动控制系统的精度和稳定性。
通过对运动控制算法误差的研究，我们可以更全面地了解这一领域的技术特点和挑战，为进一步改进运动控制系统的性能提供理论基础和实践指导。
同时，对于工程实践者和相关领域的研究者，也能够提供有益的参考和借鉴。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：2. 文章结构2.1 介绍章节的作用和重要性2.2 各章节内容的简要概述2.3 章节之间的逻辑关系和衔接2.4 对整体结构的设计考虑和解释2.5 引导读者理解和阅读文章的顺序2.6 提示读者文章流程和内容重点2.7 概括整篇文章的主题和要回答的问题2.8 将结构部分的介绍与整篇文章的目的和引言联系起来2.9 简要描述各个章节的主要内容和目标2.10 向读者展示整篇文章所涉及的关键概念和领域2.11 表明各章节在整篇文章中的重要性和关联性2.12 总结文章结构的设计原则和目的2.13 特别强调本节的重要性，作为读者理解整篇文章的关键所在。
以上只是一些可以涵盖的内容，具体的内容和格式可以根据你的需要进行调整和扩展。
1.3 目的本文的目的是对运动控制算法中的误差问题进行深入分析和研究。
随着科技的不断发展，运动控制在许多领域中都扮演着重要的角色，例如机械制造、机器人控制、车辆导航等。
浅析数控机床故障诊断与维修
工 业 技 术
浅析数控机床故障诊 断与维修
李 晓 旭
（ 黑龙 江黑化股份有限公 司， 黑龙 江 齐齐哈 尔 １ ６ １Fra bibliotek０ ４ １ ）
摘 要： 数控机床的身价从几十万元到上千万元 ， 一般都是企业中关键 产品关键工序 的关键设备 ， 一旦故 障停机 ， 其影响和损失 往往 很 大 。因此 为 了充 分发 挥数 控 机床 的效 益 ， 我们 一 定要 重 视 维修 工 作 ， 创造 出 良好 的维修 条 件 。由于数 控 机床 日常 出现 的 多 为电气故障， 所以电气维修更为重要。科 学技术的发展 ， 对机械产品提 出了高精度、 高复杂性的要求， 而且 产品的更新换代也在
２ － ３驱动器 故障
故障分析与检查： 根据故障的含义以及机床上伺服进给系统的实 际配置清况， 维修时按下列顺序进行了检查与确认。 检查 Ｉ ／ Ｎ轴的伺 服 驱动器 ， 发 现驱 动器 的状态 指示 灯 Ｐ Ｒ Ｄ Ｙ 、 Ｖ Ｒ Ｄ Ｙ均不 亮 。检 查伺 服 驱 动器 电源 Ａ Ｃ １ ０ ０ Ｖ 、 Ａ Ｃ １ ８ Ｖ均 正常 。测量驱 动器控 制板上 的辅 助控制 电压 ， 发现± ２ ４ Ｖ， ￣ １ ５ Ｖ异常 。根据 以上检 查 ， 可 以初 步确定 故障 与驱 动 器 的控制 电源有 关 。仔 细检 查输 人 电源 ， 发现 ｘ轴伺 服驱 动器 上 的输 入 电源熔 断器 电阻 大于 ２ Ｍ ｎ， 远 远超 出规定值 。 故 障处 理 ： 经 更换 熔 断器后 ， 再 次测量 直 流辅助 电压 ， ± ２ ４ ｖ， ￣ １ ５ Ｖ 恢复正常 ， 状态指示灯 Ｐ Ｒ Ｄ Ｙ 、 Ｖ Ｒ Ｄ Ｙ均恢 复正常， 重新运行机床， ４ ０ １ 号 报警消 失 。 ２ ． ４电主轴所融合的技术改进 高速轴承技术： 电主轴通常采用复合陶瓷轴承 ， 耐磨耐热 ， 寿命是 传统轴承的几倍 ； 有 时也采用电磁悬浮轴承或静压轴承， 内外圈不接 触， 理论上寿命无限。 高速 电机技 术 ： 电主 轴是 电动机 与 主轴 融合 在一 起 的产 物 ， 电 动 机的转子即为主轴的旋转部分 ， 理论上可以把电主轴看作一台高速电 动机。关键技术是高速度下的动平衡。 润滑： 电主轴 的润滑一般采用定时定量油气润滑 ； 也可以采用脂 润滑， 但相应的速度要打折扣。所谓定时 ， 就是每隔一定的时间间隔注 １ － ２加工精 度高 次油 。所谓定量， 就是通过一个叫定量阀的器件， 精确地控制每次润 指 的是 润滑油 在压缩 空气 的携 带下 ， 被 吹人 数控机床的加工精度一般可达 ０ ． ０ ５ － － ０ ． １ ｍ ｍ， 数控机床是按数字信 滑油 的油量 。而油气润 滑 ， 号形式控制的， 数控装置每输出一脉冲信号 ， 则机床移动部件移动一具 陶瓷轴 承。油量控 制很 重要 ， 太少 ， 起 不到润 滑作用 ； 太多 ， 在轴 承高速 脉冲当量（ 一般为 ０ ． ０ ０ １ ａ ｒ ｍ） ， 而且机床进给传动链的反向间隙与丝杆 旋转时会因油的阻力而发热。 螺距平均误差可由数控装置进行曲补偿。 ２ ． ５精密高速滚珠丝杠技术应用 １ ． ３加工质量稳定 、 可靠 新产 品属小螺 距 （ 旋转 一周 的移 动量 ， Ｌ ｅ ａ ｄ ） 型， 主要用 于加 工重 视 加工同一批零件 ， 在同一机床 ， 在相同加工条件下， 使用相同刀具 精度的模具等的机床。近年来 ， 此类高速精密加工机床 ， 基于改善作业 和加工程序， 刀具的走刀轨迹完全相同， 零件的一致 『 生 好， 质量稳定。 环境等方面的考虑 ， 日益要求静音及低振动化。 采用滚珠可顺畅循环的 １ ４ 生产 率高 “ Ｓ Ｒ Ｃ循环方式” 机构 ， 在将噪声及振动控制在容许范围内的条件下 ， 使 数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间， 数控机床的 最大 ｄ ｎ 值（ 轴径 ｄ （ ｍ ｍ ） × 转速 ｎ （ ｍ ｉ ｎ － １ ） ） 达到了 １ ６ 万， 比原来的“ 管循 主轴声速和进给量的范围大， 允许机床进行大切削量的强力切削。 数控 环方式” 提高了约 ２ ０ ％。由此 ， 使最大进给速度达到了４ ８ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ （ 轴径为 ０ ｍ ｍ、 螺 距为 １ ２ ｍ ｍ时 ） 。 并且 ， 采用 Ｓ Ｒ Ｃ循 环方式还使 噪声 最大 降低 机床 目 前正进入高速加工时代 ， 数控机床移动部件的快速移动和定位 ４ 及高速切削加工 ， 极大地提高了生产率。 了６ ｄ Ｂ （ Ａ ） ， 振动也减小至原来的一半左右。由于只有一号刀找不到刀 １ ． ５利用生产管理现代化 位， 可以排除机械传动方面的问题 确定就是电气方面的故障。 可能是该 导致该刀位信号不能输送给 数控机床的加工 ， 可预先精确估计加工时间 ， 对所使用的刀具 、 夹 刀位的霍尔元件及其周围线路出现问题， 具可进行规范化 ， 现代化管理 ， 易于实现加工信息的标准化 ， 目前 已与 Ｐ Ｌ Ｃ 。对照电路图利用万用表检查后发现： １ 号刀位霍尔元件的 ２ ４ Ｖ供 计算机辅助设计与制造（ Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｃ Ａ Ｍ） 有机地结合起来 ， 是现代化集成制 电正常， Ｇ Ｎ Ｄ线路 为正常， Ｔ Ｉ 信号线 正常 。因此可 以断定是霍 尔元件 损 造 技术 的基础 。 坏导致该刀位信号不能发出。 ２数控机床故障的诊断 ３结束语 高速加工是面向 ２ １ 世纪的一项高新技术， 它以高效率 、 高精度和 ２ ． １电动刀架 锁不 紧 故障原因： 发信盘位置没对正； 系统反锁时间不够长； 机械锁紧机 高表面 质量 为基本 特征 ’ 在航天航 空 、 汽 车工业 、 模具 制造 、 光 电工 程 和 构故障。 处理办法 ： 拆开刀架的顶盖 ， 旋动并调整发信盘位置 ， 使刀架的 仪器仪表等行业中获得了越来越广泛的应用， 并 已取得了重大的技术 是当代先进制造技术的重要组成部分。 为了实现高速加工， 首 霍尔元件对准磁钢 ， 使刀位停在准确位置。 调整系统反锁时间参数即可 经济效益， （ 新刀架反锁时间 ｔ ＝ １ ． ２ ｓ 即可） 。拆开刀架 ， 调整机械 ， 并检查定位销是 先要有高速数控机床。高速数控机床必须同时具有高速主轴系统和高 速进给系统， 才能实现材料切削过程的高速化。 否折断。 参考 文献 ２ ． ２电动刀架某一位刀号转不停 ， 其余刀位可以转动 １ １ 聂彩 丽． 数控机 床 网络 化机械 故障诊 断 系统 的研 究［ Ｄ Ｉ ＿ 石 家庄 ： 河北农 故障原因： 此位刀的霍尔元件损坏。此刀位信号线断路， 造成系统 『 无法检测到位信号。 系统的刀位信号接收电路有问题。 进 口泵阀门工业 业大学 ， ２ ０ ０ ８ ． 洗衣机。处理办法 ： 确认是哪个刀位使刀架转不停 ， 在系统上输入指令 『 ２ ］ 江铁 汉． 数控设 备快速 诊断 法叨． 设备 管理 与维修 ， ２ ０ ０ ２ （ １ １ ） ． 转动该刀位 ，用万用表量该刀位信号触点对＋ ２ ４ Ｖ触点是否有电压变 ［ ３ ］ 贾 坤鑫． 数控机床功能的扩鲫 ． 长春理工大学学 报（ 综合版） ， ２ ｏ ０ ６ （ ２ ） ． ４ Ｊ 王建新， 王 建 国． 浅谈数控 设备 的 管理使 用及 维修叨． 设备 管理 与维修 ， 化， 若无变化， 可判定为该位刀霍尔元件�
高精度测量技术的关键技术探讨
高精度测量技术的关键技术探讨在当今科技飞速发展的时代，高精度测量技术在众多领域中发挥着至关重要的作用。
从航空航天到精密制造，从医疗诊断到地质勘探，高精度测量技术的应用无处不在。
它不仅能够为科学研究提供准确的数据支持，还能在工业生产中保障产品的质量和性能。
那么，实现高精度测量的关键技术究竟有哪些呢？首先，传感器技术是高精度测量的基础。
传感器就如同测量系统的“眼睛”，负责感知和捕捉被测量对象的各种信息。
为了实现高精度测量，传感器需要具备高灵敏度、高分辨率、低噪声和良好的稳定性。
例如，在光学测量中，高精度的光电传感器能够将微弱的光信号转化为电信号，并精确地测量光的强度、波长等参数。
而在力学测量中，应变片式传感器、压电式传感器等则能够灵敏地感知微小的力和变形。
同时，传感器的校准和补偿技术也是不可或缺的。
由于传感器在制造和使用过程中不可避免地会存在误差，因此需要通过校准来确定其测量误差，并进行相应的补偿。
校准的过程通常需要使用高精度的标准器具，并采用科学合理的校准方法，以确保传感器的测量结果准确可靠。
其次，数据采集与处理技术对于高精度测量至关重要。
在测量过程中，会产生大量的原始数据，这些数据需要经过采集、传输和处理才能得到有价值的测量结果。
在数据采集方面，高速、高精度的数据采集卡是关键设备。
它能够以极快的速度采集传感器输出的信号，并保证数据的准确性。
此外，为了避免信号在传输过程中的失真和干扰，还需要采用合适的传输方式和抗干扰措施。
数据处理则是将采集到的数据进行分析和计算，以提取出有用的信息。
这涉及到多种数学算法和信号处理技术，如滤波、拟合、插值等。
通过这些技术，可以去除噪声、消除误差，并提高测量数据的精度和可靠性。
再者，测量系统的精度评估与误差分析也是高精度测量技术的重要环节。
只有清楚地了解测量系统的误差来源和大小，才能采取有效的措施来提高测量精度。
误差来源通常包括系统误差、随机误差和粗大误差。
系统误差是由于测量系统本身的缺陷或测量方法不当导致的，可以通过校准、修正等方法来减小。
Robust motion Controller Design for High-Accuracy Positioning system高精度定位系统鲁棒运动控制器设计
考虑因素在选择Q(s)的时候。注意,(1 - Q(s))
和Q(s)可以分别被视为一种灵敏度函数和互补的灵敏度函数的速度反馈循环。这个研究已经选择一个三阶二项式滤波器来满足其属性。
在Umeno和Hori[14]中已经提出一般形式和选择二项式过滤器来得到Q(s)。
扰动观测器可以实现的数字化的几种方法。实验结果通过五部分获得将它转换成结构由图5展示，采用双线性变换到G1和G2(s)并将其转换为数字滤波器。前馈摩擦补偿器在后面解释。在[2]中由另一种方式可以实现。
一介绍
现代机械系统,如机床、微电子制造设备、机械手、自动检测机必须由运动控制器支持以确保稳健，高速，和高精度定位/跟踪性能。高生产力通常需要高速操作。精确需求变得更加严格是因为在现代机械设备或微电子产品中组件的大小的变小。这个是通过设置测量精度来实现的。编码器的使用,目标是使误差靠近包含瞬变的编码器分辨率的定位值。鲁棒性不仅仅是暗示鲁棒性的稳定也有性能的稳健性。当动态特性从一个单位变换到另一个在不同操作期间的一个单位的特征的一个重要的要求是避免控制器参数的调节的过于灵敏。
如何实现高精度的运动控制
如何实现高精度的运动控制在现代工业生产和科学研究中，高精度的运动控制是非常重要的。
它可以保证机械设备的精确定位和高效运动，从而提高生产效率和产品质量。
本文将探讨如何实现高精度的运动控制，以满足当今不断提高的工业和科研需求。
一、选择适当的运动控制系统要实现高精度的运动控制，首先需要选择适当的运动控制系统。
常见的系统包括伺服系统、步进系统和直线电机系统等。
伺服系统具有较高的精度和稳定性，适用于高精度需求较高的场合。
步进系统精度相对较低，但成本较低，适用于一些精度要求不高的场合。
直线电机系统具有较高的加速度和响应速度，适用于一些需要快速定位的场合。
二、优化传感器选择传感器的选择对实现高精度的运动控制也非常重要。
常见的传感器包括编码器、激光测距仪、位移传感器等。
编码器是一种常用的传感器，可以实时监测运动位置和速度，提供准确的反馈信号，用于控制系统的闭环控制。
激光测距仪具有高测量精度和快速响应的特点，适用于一些对距离精度要求较高的场合。
位移传感器可以测量物体的位移变化，广泛应用于机械设备的位置控制和参数调整。
三、提高控制算法的精度控制算法是实现高精度运动控制的核心。
PID控制算法是一种常用的控制算法，可以根据当前状态和期望状态计算出合适的控制量。
对于高精度控制，需要调整PID控制器的参数，使得控制系统具有快速响应和准确的控制。
另外，模糊控制和自适应控制算法也可以用于一些复杂的系统控制，提高精度和稳定性。
四、有效抑制运动误差实现高精度的运动控制，还需要有效抑制运动误差。
运动误差包括机械误差和传感器误差。
机械误差可以通过精确的装配和调整，以及使用高质量的机械部件来减小。
传感器误差可以通过传感器校准和数据滤波等方法进行补偿。
同时，运动过程中的振动和干扰也会导致运动误差，可以通过结构优化和控制策略来减小。
五、提高控制系统的稳定性为了实现高精度的运动控制，还需要提高控制系统的稳定性。
稳定性是指系统在扰动作用下保持平衡的能力。
fx3u三轴连动指令
fx3u三轴连动指令全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：FX3U三轴连动指令是三菱电机最新推出的一种先进的控制器指令，能够在三轴系统中实现高精度的运动控制。
该指令不仅可以实现多个轴的协同工作，还可以根据不同的应用场景进行定制化设置，从而满足不同行业的需求。
FX3U三轴连动指令具有以下几个显著的特点：它支持多种不同的运动模式，包括点位运动、连续运动、插补运动等。
用户可以根据实际需要选择不同的运动模式，在不同工作环境中灵活调整轴的运动方式。
FX3U三轴连动指令能够实现高速、高精度的运动控制。
通过优化控制算法和高性能的硬件模块，可以实现对轴的精准控制，保证产品在运动过程中的稳定性和精确性。
该指令支持多种通信方式，可以与其他外部设备进行较为灵活的通讯。
用户可以通过串口、以太网等通信方式实现与上位机或其他控制设备的连接，实现信息交换和数据传输。
FX3U三轴连动指令还支持多种应用场景下的参数设置和控制方案，如食品加工、机床加工、自动化装配等。
用户可以根据实际应用需要进行参数设置和控制方案的调整，实现对不同场景下的轴的灵活控制。
FX3U三轴连动指令还具有较为友好的用户界面和操作方式，简单易懂，方便用户进行操作和设置。
用户可以通过编程软件对指令进行灵活设置和调整，快速上手，提高工作效率。
FX3U三轴连动指令是一种功能强大、灵活性高的控制器指令，适用于多种工业领域的运动控制系统。
其高效的运动控制算法和灵活的参数设置功能，能够满足不同行业对于运动控制的高精度要求，是目前市场上较为先进的控制器指令之一。
在未来的工业自动化领域，FX3U三轴连动指令有望成为企业提高生产效率、加速产品研发的重要工具。
第二篇示例：FX3U三轴连动指令是三菱电机公司生产的一款用于控制三轴运动的指令，可以使三个轴之间实现联动运动。
这种指令在工业自动化领域得到了广泛的应用，能够提高生产效率和质量。
FX3U三轴连动指令的使用方法非常简单，只需要在PLC编程软件中进行简单的设置和配置即可实现三轴之间的联动控制。
如何破解“形似神不似”的难题——来自部分机床工具企业技术负责人的观点——认识差距寻求突破
（ ）提升产品的可靠性 。可靠性是提高产 品质 １ 量和生产效率 的保证 。 目前 国内数控机床的研发 ， 主要面 向高 档次 ，追求高速 、精 密和 多轴联动 复合
加 工等。虽然很 多产 品在功能 、规格方面 已经达到
２１年 第４ ・ Ｅ Ｉ ０２ 期 ＷＭ Ｍ ３９
一
这些 问题的关键在于 ，从国家层面上要有合理 的考核和激励机制 。比如采用发展航天技术的做法 支持基础研究和应用研究 ，而基础和应用研究需要
大 量 的物 力人 力 ，基 础 及 应 用 研 究 不 能 急 功 近 利 ， 只能 扎 扎 实 实长 期 坚 持 。在 行 业 和 企 业 ，这 些 都 是
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但 与 国 际先 进 水 平 相 比 ，还 存 在 较 大 差 距 。有 些 关
（ ）重型数控机床 产 品上档 次 、上水平 ，要 ２
重 点解 决 几个 关键 共 性 技 术 ：整 机 优 化 设 计 技 术 ；
键技术 ，如 ：高速高精运动控制技术 、动态综合补 偿技术 、多轴联动和复合加工技术 、智能化技术 、 高精 度直驱技术 、可靠性技术等 尚需进一步突破 ，
是 整体原 始 创新能 力 不强 ，而 且是 体现 在
共性 问题 。比较 实际的做法是 引进 国外先进技术产
整个 产业链 中 ，从新材料研究 、刀具加工专机 、测
品为我所用 ，关键是要同时消化吸收再创新 ，要消化
吸收得透彻 ，找出突破点再提高，做到事半功倍 。
量技术 及仪器 ，到涂 层技术及设备等各个环节 。在
升 产 品 的 可 靠性 ，来 解决 产 品 “ 形似 神 力。
高精度测控技术的关键技术分析
高精度测控技术的关键技术分析在当今科技飞速发展的时代，高精度测控技术在众多领域发挥着至关重要的作用，从航空航天到工业生产，从科学研究到医疗健康，无一不依赖于这一先进技术。
高精度测控技术旨在实现对物理量的精确测量和控制，以满足各种复杂系统的高精度要求。
本文将对高精度测控技术的关键技术进行深入分析，以期为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
一、传感器技术传感器是高精度测控技术的基础，其性能直接决定了测量的精度和可靠性。
为了实现高精度测量，传感器需要具备高灵敏度、高分辨率、低噪声和良好的稳定性等特点。
在位移测量方面，激光干涉仪和电容式传感器是常用的高精度传感器。
激光干涉仪利用激光的相干特性，能够实现纳米级甚至更高精度的位移测量。
电容式传感器则通过检测电容的变化来测量位移，具有较高的分辨率和稳定性。
在力测量方面，应变式传感器和压电式传感器应用广泛。
应变式传感器基于材料的应变效应，通过测量电阻的变化来测力。
压电式传感器则利用压电材料的压电效应，将力转换为电信号输出，具有响应速度快、精度高的优点。
此外，还有温度传感器、压力传感器、流量传感器等各种类型的传感器，它们在不同的测量领域都有着重要的应用。
为了提高传感器的性能，还需要不断改进传感器的制造工艺、材料选择和信号处理技术。
二、信号处理技术传感器采集到的信号往往包含噪声和干扰，需要通过信号处理技术来提取有用信息，提高测量精度。
滤波技术是信号处理中的重要手段之一。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
通过合理选择滤波器的类型和参数，可以有效地去除噪声和干扰，提高信号的质量。
数字信号处理技术的发展为高精度测控提供了强大的支持。
通过模数转换将模拟信号转换为数字信号，然后利用数字信号处理算法进行处理，如快速傅里叶变换（FFT）、小波变换等，可以更精确地分析信号的频率特性和时频特性。
误差补偿技术也是提高测量精度的重要方法。
通过对传感器的误差进行建模和分析，采用软件或硬件的方式进行补偿，可以显著减小测量误差。
EAN机器人使用说明书安川
EA2024N机器人使用说明书安川EA2024N机器人使用说明书安川一、产品概述EA2024N机器人是安川（Yaskawa）公司推出的一款四轴工业机器人，具有高精度、高速度、高可靠性等特点。
该机器人广泛应用于装配、搬运、焊接、喷涂等工业自动化领域。
本文将详细介绍EA2024N机器人的安装、配置、操作、故障排除及注意事项。
二、安装与配置1、电气接线按照机器人底座上的电气接线图进行正确的电气连接。
确保电源线、控制线、I/O线等连接正确，以免出现短路、断路等问题。
2、控制系统连接将机器人控制系统与PC或PLC等设备进行连接，确保通信正常。
使用合适的通信线缆连接控制系统的串口和PC/PLC的串口。
3、机器人参数设置在机器人控制系统上设置必要的参数，例如机器人坐标系、工具坐标系、重力补偿等。
这些参数对于机器人的正常运行至关重要，请根据实际需求进行设置。
三、操作指南1、编程软件安装下载并安装适合EA2024N机器人的编程软件，例如安川MOTION-SUITE。
安装过程中，请遵循软件厂商提供的安装指南。
2、机器人启动与停止在操作机器人之前，请确保所有安全措施已经到位，例如将紧急停止开关设置在易于触及的位置。
启动机器人时，请按照编程软件的操作指南进行操作。
同样，在需要停止机器人时，请遵循正确的操作流程。
3、参数设置与编程使用编程软件对机器人进行编程和参数设置。
根据实际生产需求，编写适合EA2024N机器人的程序，并进行调试和优化。
四、故障排除1、故障诊断当机器人出现故障时，首先检查机器人显示屏上的错误信息。
根据错误代码和提示信息，查找故障原因。
2、故障排除步骤根据故障原因，采取相应的排除步骤。
例如，重新连接电气线路、调整参数、重启控制系统等。
如果问题仍然存在，建议联系专业技术人员进行检修。
五、注意事项1、安全操作操作机器人时，务必遵守安全操作规程。
确保机器人运行区域内的安全防护措施完备，例如防护栏、安全警示标识等。
高性能仪器设备的关键技术
高性能仪器设备的关键技术一、引言高性能仪器设备在现代科学研究、工业生产等领域起着重要作用。
然而，要实现高性能仪器设备的目标，离不开关键技术的支持。
本文将介绍高性能仪器设备的关键技术，并分析其在提高性能、提升稳定性等方面的作用。
二、传感器技术1. 高灵敏度传感器高性能仪器设备需要精确、灵敏的传感器来感知环境变化或测量对象特性。
高灵敏度传感器能够提供更高的信号输出，使得仪器设备能够更准确地感知和测量。
通过采用新型材料、优化电路设计等手段，可以提高传感器的灵敏度。
2. 高分辨率传感器除了灵敏度外，高性能仪器设备还需要具备高分辨率，以实现更精确的测量和检测。
高分辨率传感器能够提供更精细的信号输出，使得仪器设备能够更准确地分辨对象特性的细微差别。
三、信号处理技术1. 高速信号采集与处理高性能仪器设备通常需要处理高速信号，例如高速摄像机、高速光谱仪等。
对于这些仪器设备，提高信号的采集速率和处理速度至关重要。
采用高速ADC（模数转换器）等设备，结合优化的数字信号处理算法，可以实现高速信号的准确采集和实时处理。
2. 低噪声信号处理高性能仪器设备的性能要求对噪声的抑制非常高。
噪声会影响信号的准确性和稳定性，因此需要采用低噪声放大器、滤波器等设备来降低噪声的影响。
此外，通过数字滤波算法等技术，可以进一步减小噪声对信号的影响。
四、控制技术1. 高精度运动控制对于高性能仪器设备中的运动部件，要求具备高精度的运动控制能力。
通过采用精密的电机和传动装置，并结合高精度的运动控制算法，可以实现仪器设备的高速、高精度运动。
2. 高稳定性控制高性能仪器设备往往需要在长时间内保持稳定工作。
因此，控制系统需要具备高稳定性，并且能够自动补偿温度、压力等环境变化对控制精度的影响。
通过采用温度补偿、自适应控制等技术，可以提高仪器设备的稳定性。
五、材料与制造技术1. 特种材料应用高性能仪器设备需要采用特种材料来满足其高性能的要求。
例如，特种合金可以提供更高的机械强度和耐腐蚀性；特种陶瓷材料可以提供更高的绝缘性能和耐高温性能。
高精度数控技术的研究与应用
高精度数控技术的研究与应用一、引言高精度数控技术是目前在机械加工领域中备受关注的一个话题。
数控技术的应用已经成为了工业生产和科技发展的不可或缺的一部分。
高精度数控技术的出现则进一步改善了数控系统的精度，并促进了多个领域的创新。
本文将就高精度数控技术的研究和应用展开介绍。
二、高精度数控技术简介数控技术是利用计算机等现代科技手段来实现机器运动控制和加工的技术。
其优点是提高了加工精度和自动化水平，降低了人力消耗和加工时间，其中高精度数控技术即是数控技术中提高了精度的技术。
高精度数控技术包含很多方面的技术手段，包括优化误差补偿算法、高精度控制方法、高精度测量技术、机床结构设计等。
通过对上述技术进行改进和发展，将能使数控系统的精度达到亚微米级别，大大提高了加工的精度和效率。
三、高精度数控技术的研究高精度数控技术的研究是一个复杂且不断发展的领域。
以下将分别介绍误差补偿技术、控制系统设计、传感器技术等方面在高精度数控技术中的应用和发展。
1. 误差补偿技术误差补偿技术是提高精度的一个重要手段。
在实际加工中，往往会出现误差，这些误差可能是由于数控系统本身的误差或者外界因素引起的。
因此需要采用一些算法方法来对这些误差进行补偿，以提高系统的精度。
误差补偿技术主要包括传统误差补偿和自适应误差补偿技术。
传统误差补偿技术主要包括比例积分微分（PID）控制器、模型预测控制器（MPC）等方法。
自适应误差补偿技术则是根据实时误差进行自适应补偿。
这些技术能较好地补偿普通加工中的误差，但对于高精度加工则尚需进一步完善。
2. 控制系统设计控制系统是数控系统中的一个重要组成部分。
在高精度数控技术中，需要使用高精度控制器以及其他高精度传感器和执行器等元器件，以降低系统的干扰，提高系统的控制精度。
为了保证高精度数控系统的稳定性，需要对控制系统进行精细的设计和计算。
例如，有些加工工艺对于系统的动态响应要求很高，需要使用高精度控制器，并对控制系统中的采样周期、控制参数等进行合理的设计和调整。
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华中科技大学硕士学位论文高速高精运动控制补偿及参数校准技术姓名：朱凯申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：李小清2011-01-14摘要随着现代制造业的迅速发展，高速度、高精度已成为现代运动控制追求的主要目标，开展高速高精运动控制的研究，对我国数字化装备制造业水平和竞争力的提升有着重大的意义。
本文将着重对高速高精运动控制补偿及参数校准技术展开深入研究与实践。
数控机床工作台采用直线电机和主轴旋转电机的复合运动，实现高速、高精、多自由度的运动性能，其控制为多刚体、多变量、强耦合的非线性系统控制。
对此，本文根据高速高精运动控制系统的性能要求，设计了系统硬件体系和软件构架。
其中，系统硬件采用基于PCI总线的IPC+8136卡结构，软件包括人机界面、任务调度、信息交换缓冲、插补处理及位置控制等；针对复杂的曲线曲面加工中存在的小线段“拐点”问题，采用柔性度较好的S型曲线加减速控制来避免运动过程中产生的冲击，建立小线段高速加工速度、加速度衔接模型，对连续小线段衔接处的拐点速度及加速度约束条件进行讨论，同时对小线段速度进行插补预处理，以满足高速高精运动控制的要求；结合机床工作台通用的运动控制结构，研究了对控制精度具有较大影响的外部扰动因素，并设计了适用于高速高精的伺服运动控制结构，对其中的参数校准技术进行深入研究。
针对驱动系统的非理想因素，提出轨迹点前馈补偿校准技术，详细阐述前馈质量和前馈延时系数校准算法，推导出加速度前馈校准流程，极大的提高控制系统的高速响应特性；机床在运动过程中不可避免的存在谐振，通过计算系统传递函数，分析系统性能评价指标，设计Notch陷波滤波器参数，抑制机械谐振，提高加工精度；采用带二阶低通滤波的PID反馈控制器，基于积分误差最小的灵敏度约束方法对控制参数进行整定，抑制高频噪声，提高系统稳定性；研究伺服电机Cogging力/力矩产生机理，提出伺服电机齿槽推力波动的校准补偿，降低Cogging力/力矩对运动精度的影响。
最后，搭建高速高精运动控制补偿及参数校准技术试验平台，进行了PID调节、Notch滤波和小线段S型曲线加减速插补算法验证试验。
试验表明本文方法可行有效。
关键词：高速高精小线段前馈补偿陷波滤波PID反馈AbstractWith the rapid development of modern manufacturing, high-speed、high-precision become the main objectives which are pursued by the modern motion control. Carrying out high speed and high precision motion control research enhances the level and competitiveness of the manufacturing of digital equipment, and has great significance. This paper will focus the in-depth study on technique of compensation and parameter calibration for high-speed and high-precision motion control.The combined movement is generated by the linear motor and the spindle motor of the table of CNC. In order to meet high speed、high precision and multi-degree motion performance, the control is more rigid、multivariable、strong coupling of the nonlinear system control. In this regard, to meet high-speed and high-precision motion control based on system performance requirements, the hardware system and software architecture have been designed. Among them, the system hardware adopts IPC+8136 card structure based on PCI bus.The main software includes human-machine interface, task scheduling, buffer exchange of information, interpolation processing, and position control. For "turning point" problems of a small segment in the processing of complex curves and surfaces, better use of flexible S-curve acceleration and deceleration control to prevent the impact during movement. The establishment of link-up model in small line speed and acceleration during high-speed machining, and velocity and acceleration constraints of continuous small line at the inflection point was analysed. Meanwhile, speed interpolation pretreatment of small line was used to meet the high-speed and high-precision motion control requirements.With the study of common motion control structure, and the external disturbance factors of accuracy, servo motion control structure has been designed for meeting high-speed and high-precision, also the key technologies have been studyed in depth.For the non-ideal factors of the drive system, feedforward compensation and calibration technique of trajectory point were proposed, including the calibration algorithm of the quality feedforward and delay factor feedforward, and get acceleration feedforward calibration process, greatly improving speed response characteristics of control systems. The inevitable existence of mechanical resonance during the motion of machine, was inhibited by the calculating of the system transfer function、the analysis of system performance evaluation and the design of NOTCH filter parameters, which improve the processing accuracy. Inhibition of high-frequency noise and improvement of system stability are fulfilled by adopting PID feedback controller with low-pass filter of second-order, and modification of the PID controlparameter with the sensitivity constraint based on a minimum integral error. The calibration and the compensation of cogging servo motor fluctuations , which reduce the affection on motion accuracy, has been proposed with the study on the generating mechanism of servo motor Cogging force / torque.Finally, test platform based on technique of compensation and parameter calibration for high-speed and high-precision motion control has been build. The PID regulator、NOTCH filter、S-curve acceleration and deceleration of small line interpolation algorithm validation have been tested. Experiments show that the method is feasible and effective.Key words: High-speed and high-precision, Small-line, Feedforward compensation, Notch Filter，PID feedback独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。