虚拟轴加工中心滑模控制研究
伯特利数控 加工中心 钻攻中心
前言：
圆弧齿轮是一种较新型的机械传动副，由日本 学者长谷川吉三郎等人于20世纪80年代提出，它具有接触线长、重合度大、传动平稳、无退刀槽、无轴向力等特点，能够取代传统的渐开线直齿轮、斜齿轮及人字齿轮[12].
由于圆弧齿轮的齿面是一种曲面，传统的渐开线直齿、斜齿、人字齿的加工方法不能用于加工此种新型齿轮.国内外学者对圆弧齿轮的加工方式进行了深入的研究，比较有代表性的加工方式有：旋转刀盘法、大刀盘分度切齿法、三刀头旋转切制法、cnc滚切法、挤齿法、圆拉法和平行连杆加工法等[3_6].
虚拟轴加工中心是一种具有运动精度高、刚度大、负载能力强、结构紧凑、抗振性强、运动惯性小、切削稳定性好等特点的加工中心[7].考虑到圆弧齿轮的齿面精度会影响其性能，本文利用虚拟轴加工中心来实现圆弧齿轮的齿面加工；利用虚拟轴加工中心加工圆弧齿轮可以提高其曲面的精度，从而提高圆弧齿轮的性能.而虚拟轴加工中心加工曲面的精度与加工中心杆的位置精度息息相关，目前国内外学者对于直线伺服电机的位置控制算法研究较多，主要包括pid控制迭代控制[1<»1]和滑模控制[12_13]等.
本文以虚拟轴加工中心的直线伺服电机为研究对象，提出了一种基于干扰观测器的滑模控制算法来控制虚拟轴加工中心各杆的位置；同时为了进一步抑制滑模控制中存在的抖动现象，减小抖动现象对控制的精度和稳定性的影响，对提出的基于干扰观测器的滑模控制算法进行了改进；为了验证所提算法的有效性，在matlab中进行了仿真，仿真结果表明：所设计的控制算法能够有效地对虚拟轴加工中心各杆的干扰进行观测，改善了虚拟轴加工中心的轨迹跟踪性能，同时滑模控制中的抖动现象也得到了改善.
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