刚性控制原理探讨

夏卫东 · 发表于 2014-7-22 11:31:59

刚性控制原理的投稿原件

机电控制的刚性控制原理，以单一的一根丝杆为例：用该丝杆完成轴上某一点的自动定位，定位的位置信号不论是电磁条或盘类读数器，由自动控制原理可知在定位后丝杆和螺母都处于振动状态下的。

这是在一个伺服电机的情况下产生的丝杆和螺母之间的振动，这种振动是不考虑机床振动和其它因素的振动只谈机电控制下丝杆和螺母之间的振动因素影响其精度原因。这种丝杆和螺母之间的振动产生的主要因素是丝杆和螺母之间的间隙使之有振动的空间，也没有限制其振动能量的装置，如果只加阻尼只能限制其振动波值，但是能延长振动时间在延长这段时间内还会出现振动能量的叠加使振动时间进一步延长，有海浪振动的实验说明振动能量的叠加会出现风狗浪，因此加阻尼不能减少振动只能减小振动波的最大值，并且还有不确定的因素（例如风狗浪）。

刚性控制原理在机电控制下是如何起到稳定精度得主要因素和原理。

首先简单的阐述刚性控制原理，就是在X轴上采用两个伺服电机，一个伺服电机是提供X轴上定位的能量，另一个伺服电机是扭矩电机是提供与X轴上定位的能量相反的扭矩能量并与移位伺服电机产生的振动能量产生相互对立的振动能量，使丝杆和螺母之间产生无振动的空间的刚性配合，刚性控制原理实际就是利用机构产生相互对立的振动能量这种相互对立的振动能量相互消耗从而达到减振目的装备；这与风狗浪产生的原理不同，风狗浪是相同方向的多个振动能量产生叠加原理形成风狗浪。

从工程力学的角度的原理中可知机构之间的绝对刚性配合是会损坏机构的结构和零部件，但是我阐述的刚性控制原理从控制过程上讲并非绝对刚性配合，因为错锋了最大贯性的振动能量，准确的对刚性控制原理的利用方法因该是像卫星收回软着陆一样的刚性配合原理的使用，也就是利用机构自身产生相互对立的振动能量这种相互对立的振动能量相互消耗从而达到减振目的装备。

先阐述刚性控制原理最简单的机构，且X轴上采用两个伺服电机，一个伺服电机是为提供X轴上定位的能量，另一个伺服电机是扭矩电机是提供与X轴上定位的能量相反的扭矩能量并与移位伺服电机产生的振动能量产生相互对立的振动能量，使普通丝杆和普通螺母之间产生无振动的空间的刚性配合，从而使机构产生相互对立的振动能量这种相互对立的振动能量相互消耗从而达到减振目。

以数控中拖板的普通丝杠为例：首先阐述结构；与中拖板连接的可调间隙的普通螺母比普通的要长因为在中拖以可调间隙的螺母之间要加入一个扭矩伺服电机的普通丝杆套和普通丝杆。扭矩伺服电机的普通丝杆套和普通丝杆；其普通丝杆套的外形是两个有台阶小外圆先车削出三个外圆第一个外圆作大台阶的外圆，第二个外圆作铣削加工成方型的外圆，第三个外圆车螺纹用作扭矩电机的另一个方向的刚性控制，内部是普通通孔螺纹；用铣床进行铣削加工中间外圆成方型的丝杆套台阶为大外圆其有R退刀槽，内部是普通通孔螺纹与普通丝杆配合；其丝杆还是普通丝杆；其方的通孔钢件用线切割，青铜件不量产用钳工量产用铣床进行铣削加工。

另外一个伺服电机就是为提供中拖板的移位精度的普通丝杆和普通螺母形状还是老式的。在阐述刚性控制原理在该机构的运行方法，先是扭矩伺服电机解锁，扭矩伺服电机与另外一个伺服电机有1mm以上的间距同步转动把中拖板移动到需要的位置时，扭矩伺服电机反转用一定的扭矩量锁住可调间隙的螺母与丝杆的间隙使之刚性配合。因为扭矩伺服电机反转到位需要一定的时间所以自动控制中机构产生的最大的掼性振动能量峰值得以错峰，并且扭矩伺服电机反转到位也是处于振动之下。因此机构自身产生的相互对立的振动能量这种相互对立的振动能量相互消耗从而达到减振目，具体用多大的中拖板移位速度值其产生的振动能量与具体用多大的反向的扭矩值产生的振动能量相互对立，并且是最佳振动能量配合才能产生最佳的减振效果的数据因作者财力有限无法得到实验数据，具体的减振能达到什么样的效果的减振数据因作者财力有限无法得到实验数据，还是留给有心钻研的人做实验数据，不会产生风狗浪。所以刚性控制原理的实值是利用两个相对立机构产生的相互对立振动波幅相互消耗能量达到减振的功能，因此刚性控制原理实际就是利用机构自身产生的相互对立的振动能量这种相互对立的振动能量相互消耗从而达到减振目的装备。

在阐述一个简单的差螺距传动使用刚性控制原理的简单控制机构，在传统的差动螺纹的机构上使用两个伺服电机，一个伺服电机与差动螺纹的丝杆和两个螺母机构直接联接，另一个扭矩伺服电机与产生反向振动能量的普通丝杆和移位螺母的机构联接。扭矩伺服电机的丝杆套和丝杆；其丝杆套的外形是两个有台阶小外圆先车削出三个外圆第一个外圆作大台阶的外圆。第二个外圆作铣削加工成方型的外圆。第三个外圆车螺纹用作扭矩电机的另一个方向的刚性控制，内部是通孔普通螺纹；用铣床进行铣削加工中间外圆成方型的丝杆套台阶为大外圆其有R退刀槽，内部是通孔普通螺纹与普通丝杆配合；其普通丝杆还是老式普通丝杆；不同之处在转动扭矩的普遍丝杆套与差动机构的移动螺母的方形通孔之间多了一个位置信号电磁条。只有这样的装置才能使扭矩伺服电机与另外一个伺服电机有0.2mm以上的间距同步移动把小型拖板移动到需要的精确位置时；其移动螺母的方形通孔钢件用线切割。

另外一个伺服电机与差动螺纹的丝杆和两个螺母机构直接联接就是为提供小型拖板的移位精度的差动丝杆和两个螺母形状还是老式的。在阐述刚性控制原理在该机构的运行方法，先是扭矩伺服电机解锁，扭矩伺服电机与另外一个伺服电机有0.2mm以上的间距同步移动把小型拖板移动到需要的精确位置时，扭矩伺服电机反转用一定的扭矩量锁住差动丝杆和螺母之间的间隙使之刚性配合。因为扭矩伺服电机反转到位需要一定的时间所以自动控制中机构产生的最大的掼性振动能量峰值得以错峰，并且扭矩伺服电机反转到位也是处于振动之下，因此机构还是自身产生的相互对立的振动能量这种相互对立的振动能量相互消耗从而达到减振目，具体用多大的小拖板移位速度值其产生的振动能量与具体用多大的反向的扭矩值产生的振动能量相互对立的最佳振动能量配合才能产生最佳的减振效果的数据因作者财力有限无法得到实验数据，具体的减振能达到什么样的减振效果的数据因作者财力有限无法得到实验数据，还是留给有心钻研的人做实验数据。

再阐述滚珠丝杆的刚性控制原理的控制机构。滚珠丝杆加歨进电机控制小型拖板的移动机构，由于移动速度高因此惯性冲击振动大；由于滚珠丝杆的特殊R形状，因此只要滚珠丝杆的刚性够是能够承受很大的轴向惯性冲击振动；因此在滚珠丝杆使刚性控制原理的控制机构，其滚珠丝杆的轴向抗弯强度要高这是区别其它普通丝杆的主要特征。先阐述滚珠丝杆的刚性控制原理的控制机构组成。第一个歨进电机，是带动小型拖板进行精确移位的滚珠丝杆和滚珠螺母的一个机构；第二个扭矩歨进电机要和带动小型拖板进行精确移位的滚珠丝杆和滚珠丝杆螺母的一个机构组合在一起，组合方法和刚性控制原理最简单的机构的另一个伺服电机是扭矩电机是提供与X轴上定位的能量相反的扭矩能量并与移位伺服电机产生的振动能量产生相互对立的振动能量组合有些相同，不同之处在于滚珠丝杆螺母是用细牙内螺纹和螺母固定在丝杆套内，而且扭矩歨进电机也用的是滚珠丝杆。

再谈滚珠丝杆刚性控制控制机构其刚性控制原理的运用；滚珠丝杆加歨进电机控制小型拖板的移动机构，由于移动速度高因此惯性冲击振动大，因此滚珠丝杆采用了起歨高速快到需要精确移位的位置点时降速运动到精确位置点；先解锁，然后移位歨进电机和扭矩歨进电机与2mm的差距距离同歨运动，快到位置点时同歨降速，精确的移动到需要的位置时，扭矩歨进电机反转产生相互对立的振动能量，利用机构本身产生的相互对立的振动能量相互消耗振动能量达到消振的目标，也就是振动能量消耗型的刚性控制原理，以上述两个机构不同的是滚珠丝杆的刚性控制机构其振动能量大得多，但是具体大多少其数据因作者财力有限无法得到实验数据，还是留给有心钻研的人做实验数据。

笔者：夏卫东
身份证号码：511027197105170392

夏卫东 · 发表于 2014-7-22 13:11:55

做出数据就是工具书了

wf2725864 · 发表于 2014-7-22 13:02:10

楼主发这个是让大家一起讨论，研究吗

夏卫东 · 发表于 2014-7-22 12:03:48

我还在新浪网发过，百度也是我发的，身份证号码相同

老鹰 · 发表于 2014-7-22 11:58:20

这个文章百度文库里有，不知道是否和楼主为同一个人。大家看看，提出一些问题讨论，请楼主多参与。谢谢！

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