[发明专利]一种基于工况系数法的静压工作台油膜厚度控制方法

说明书

本发明涉及一种时变工况下静压工作台油膜厚度调节与控制方法，属于机械工程领域。本发明避开工作台结构尺寸、载荷、切削力、油温、粘度这些影响油膜厚度形成的时变工况因素，只需在当前工况下设定一组电机频率，测量对应的油膜厚度，得到电机频率与油膜厚度一一对应关系，从而求得这组数据的平均工况系数，建立电机频率与油膜厚度间的控制模型，将油膜厚度目标值代入该控制模型，反求电机频率，此频率即为该时变工况条件的所需电机频率，然后以此电机频率驱动电机，带动油泵，将油膜厚度调节到目标值。本发明的装置具有过程简便、调节结果准确、调节误差小等优点。

技术领域

本发明涉及一种时变工况下静压工作台油膜厚度调节与控制方法，属于机械工程领域。

背景技术

静压回转工作台具有摩擦力小、低磨损、低速无爬行和工作状态稳定等特点被广泛应用于大型、重型精密机床。但在实际应用中，静压回转工作台的油膜厚度随工况，如外载荷、切削力、油温等工况因素的变化而改变，偏离设计目标值，同时油膜厚度测量要精确到微米，精度要求很高，因此难以建立精确的控制模型将油膜厚度调节至目标值。将油膜厚度控制在目标值是保证机床加工精度，提高加工质量的重要手段。

通常静压工作台油膜厚度的控制方法是从静压工作台的供油系统结构出发，分析系统各个环节的传递函数，建立以传递函数为基础的油膜厚度控制模型，对油膜厚度进行调节与控制，然而大多忽略了工况条件的变化，如工作台载荷、切削力、油温、液压油的粘度等变化，即使采用补偿措施也难以实现油膜厚度的精确控制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明另辟新泾，无需考虑工况条件，即便不知道工作台的结构尺寸、工作台载荷、切削力、油温、液压油的粘度等参数，只需要在当前工况条件下设置一组电机频率，测量现实工况下对应的油膜厚度，得到一组电机频率和油膜厚度值，根据这些数据计算工况系数，即可建立实时油膜厚度控制模型，实现油膜厚度的调节控制。

本发明的技术方案是：一种基于工况系数法的静压工作台油膜厚度控制方法,其特征在于：包括以下步骤，计算平均工况系数的步骤；计算目标油膜厚度对应的电机频率步骤；控制器输出目标油膜厚度对应的电机频率控制电机的步骤；

其中，平均工况系数的计算过程为：设定一组电机频率f₁，f₂，…，f_n，并运行静压工作台，分别测量对应的油膜厚度h₁，h₂，…，h_n，获得每个电机频率对应的工况系数k₁，k₂，…，k_n，通过求平均值，得到平均工况系数

目标油膜厚度对应的电机频率h_m为目标油膜厚度。

根据如上所述的基于工况系数法的静压工作台油膜厚度控制方法,其特征在于：工作台的供油系统为变频调速供油系统。

本发明的有益效果是：适用于变频调速供油系统的静压工作台；且控制过程简便，调节结果准确，采用本发明的方法油膜厚度的调节误差小于3％。

附图说明

图1为工作台静压油腔结构图。

图2为油膜厚度检测与调节试验平台框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于工况系数法的静压工作台油膜厚度控制方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种基于工况系数法的静压工作台油膜厚度控制方法，包括以下步骤：

1)推导电机频率与油膜厚度的三次方线性关系

工作台静压油膜形成的结构如图1所示，