主轴变频调速系统软件设计
软件结构框图如图 4所示,各模块功能如下。
1)主控模块:进行初始化,并循环查询键盘,根据用户按键结果调度相应的子模块。
2)参数输入:用户设定电机转速。
3)图形显示:动态显示速度曲线 (或速度点 )。
4)脉冲计数:测量编码器在某一周期内发出的脉冲数。
5)PID调节:该模块是调速系统的核心模块,它把某一周期内的脉冲计数转换成电机转速,与设定转速比较后,进行PID运算,输出控制量给变频器,以实现电机转速闭环控制。
6)转速存盘: 速度以文本文件形式保存在硬盘中。
实际工艺实验
该变频调速系统已与超声磨削成形加工装置配套使用,并四轴联动超声磨削加工了陶瓷叶片扭曲直纹面试件(见图5)材料为块状陶瓷(AI₂O₃),振幅 5μm,振动频率 20KHz。加工每个槽需 40min,中途不换刀。 电机设定转速为2000r/min(磨轮转速为 7000r/min),在加工过程中,设定Z轴进给速度Vz=0.1mm/min,但随型面曲率变化,VCW、Vx、Vy不断变化,故合成送进速度不断变动,导致磨削力改变,使主轴转速波动,电机实际测量转速变动量在 ±0.5%之间,满足工艺试验要求,也验证了本磨轮主轴变频调速系统设计合理可行。