主軸變頻調速系統軟件設計
軟件結構框圖如圖 4所示,各模塊功能如下。
1)主控模塊:進行初始化,并循環查詢鍵盤,根據用戶按鍵結果調度相應的子模塊。
2)參數輸入:用戶設定電機轉速。
3)圖形顯示:動態顯示速度曲線 (或速度點 )。
4)脈沖計數:測量編碼器在某一周期內發出的脈沖數。
5)PID調節:該模塊是調速系統的核心模塊,它把某一周期內的脈沖計數轉換成電機轉速,與設定轉速比較后,進行PID運算,輸出控制量給變頻器,以實現電機轉速閉環控制。
6)轉速存盤: 速度以文本文件形式保存在硬盤中。
實際工藝實驗
該變頻調速系統已與超聲磨削成形加工裝置配套使用,并四軸聯動超聲磨削加工了陶瓷葉片扭曲直紋面試件(見圖5)材料為塊狀陶瓷(AI?O?),振幅 5μm,振動頻率 20KHz。加工每個槽需 40min,中途不換刀。 電機設定轉速為2000r/min(磨輪轉速為 7000r/min),在加工過程中,設定Z軸進給速度Vz=0.1mm/min,但隨型面曲率變化,VCW、Vx、Vy不斷變化,故合成送進速度不斷變動,導致磨削力改變,使主軸轉速波動,電機實際測量轉速變動量在 ±0.5%之間,滿足工藝試驗要求,也驗證了本磨輪主軸變頻調速系統設計合理可行。