本發(fā)明涉及切割設(shè)備，更具體地，涉及一種多線切割機(jī)的主軸系統(tǒng)，還涉及一種多線切割機(jī)的主軸同步控制方法。

背景技術(shù)：

1、多線切割機(jī)通常采用單電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，例如在七羅拉的多線切割機(jī)當(dāng)中，通常采用中間的羅拉作為主動(dòng)羅拉，由主動(dòng)羅拉與切割線之間的靜摩擦作為動(dòng)力，帶動(dòng)切割線高速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)線切割動(dòng)作。當(dāng)切割線在羅拉上的纏繞超過(guò)一定的長(zhǎng)度時(shí)，僅靠單主動(dòng)羅拉進(jìn)行驅(qū)動(dòng)容易造成切割線的受力不均衡，切割線在正反轉(zhuǎn)切換過(guò)程中響應(yīng)速度降低，無(wú)法滿足線切割的工藝精度要求。因此，對(duì)于切割線較長(zhǎng)的情況，通常需要采用多個(gè)主軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠縮短切割線的切割位置與主動(dòng)羅拉之間的距離，維持切割線的受力均衡，也能夠確保系統(tǒng)的響應(yīng)效率。

2、若多線切割機(jī)系統(tǒng)采用多軸驅(qū)動(dòng)，各主動(dòng)羅拉的外徑不可能絕對(duì)相同，存在加工的精度誤差，即使控制各主軸的轉(zhuǎn)速一致，各主動(dòng)羅拉的外周線速度也必定存在速度差。在相同的轉(zhuǎn)速情況下，主動(dòng)羅拉的外徑越大，線速度也越快，將拖曳著外徑稍小的主動(dòng)羅拉，加快轉(zhuǎn)速，以達(dá)到三者的線速度相同。外徑大的主動(dòng)羅拉及其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，需要承擔(dān)更大的載荷，輸出更大的力矩，而外徑稍小的主動(dòng)羅拉及其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的力矩較小，容易造成部分電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，設(shè)備不能夠正常穩(wěn)定工作。

3、因此需要提出一種新的方案來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多線切割機(jī)的主軸系統(tǒng)及其同步控制方法，切割線采用多主軸驅(qū)動(dòng)，能夠均分各主軸的載荷，保持各主軸線速度趨于一致。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種多線切割機(jī)的主軸同步控制方法，所述多線切割機(jī)包括三個(gè)主軸和三個(gè)主動(dòng)羅拉，三個(gè)主軸分別通過(guò)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，三個(gè)主動(dòng)羅拉分別安裝于三個(gè)主軸；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)均為伺服電機(jī)，能夠分別控制主軸的轉(zhuǎn)速，并能夠反饋主軸的力矩；

4、所述多線切割機(jī)的主軸同步控制方法：比較三個(gè)主軸反饋的力矩，當(dāng)其中一個(gè)主軸反饋的力矩偏大時(shí)，調(diào)節(jié)另外兩個(gè)主軸的轉(zhuǎn)速，三個(gè)主軸反饋的力矩趨于一致，三個(gè)主動(dòng)羅拉的外周線速度趨于一致。

5、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，所述多線切割機(jī)的主軸同步控制方法，包括步驟如下：

6、s1：建立一個(gè)虛擬軸，虛擬軸具有標(biāo)準(zhǔn)的外徑，根據(jù)切割工藝的線速度要求，控制虛擬軸的轉(zhuǎn)速v虛；

7、s2：建立虛擬軸與三個(gè)主軸的虛擬齒比，分別為g1、g2、g3，三個(gè)主軸與虛擬軸的轉(zhuǎn)速耦合調(diào)節(jié)，g1、g2、g3的初始值為1；

8、s3：三個(gè)主軸的轉(zhuǎn)速分別為v1，v2，v3，以虛擬軸的轉(zhuǎn)速為目標(biāo)轉(zhuǎn)速分別控制三個(gè)主軸的轉(zhuǎn)速，v1=?v虛·g2，v2=?v虛·g2，v3=?v虛·g3；

9、s4：實(shí)時(shí)讀取三個(gè)主軸反饋的力矩，三個(gè)主軸反饋的力矩值分別為，t1，t2，t3；取三個(gè)主軸反饋的力矩的最大值tmax，tmax=max{t1，t2，t3}，計(jì)算比較t1，t2，t3與tmax差值比例；

10、s5：若差值比例未超過(guò)預(yù)設(shè)值，則虛擬軸與三個(gè)主軸初始耦合成功，主軸能夠以高速模式運(yùn)行；若差值比例超過(guò)預(yù)設(shè)值，則虛擬軸與三個(gè)主軸初始耦合未成功，主軸以低速模式運(yùn)行進(jìn)行調(diào)節(jié)；

11、s6：主軸以低速模式運(yùn)行，用以初始調(diào)節(jié)三個(gè)主軸的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)初始虛擬齒比g1、g2、g3；根據(jù)三個(gè)主軸反饋的力矩調(diào)節(jié)初始虛擬齒比g1、g2、g3，最大力矩的主軸不做調(diào)節(jié)，調(diào)整另外兩個(gè)主軸的虛擬齒比，直至t1，t2，t3與tmax差值比例未超過(guò)預(yù)設(shè)值，主軸能夠以高速模式運(yùn)行。

12、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，在步驟s6中，設(shè)定調(diào)節(jié)系數(shù)k1初始、k2初始、k3初始，分別用于調(diào)節(jié)三個(gè)主軸的初始虛擬齒比，得到虛擬齒比g1′、g2′、g3′，g1′=k1初始·g1，g2′=k2初始·g2，g3′=k3初始·g3。

13、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，還包括步驟s7，s7：主軸以高速模式運(yùn)行，實(shí)時(shí)讀取三個(gè)主軸反饋的力矩，根據(jù)三個(gè)主軸反饋的力矩調(diào)節(jié)虛擬齒比；三個(gè)主軸反饋的力矩值分別為，t1，t2，t3；取三個(gè)主軸反饋的力矩的最大值tmax，tmax=max{t1，t2，t3}，計(jì)算比較t1，t2，t3與tmax差值比例；

14、若差值比例未超過(guò)預(yù)設(shè)值，三個(gè)主軸的虛擬齒比不作調(diào)整；

15、若差值比例超過(guò)預(yù)設(shè)值，調(diào)節(jié)三個(gè)主軸的虛擬齒，直至t1，t2，t3與tmax差值比例未超過(guò)預(yù)設(shè)值。

16、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，在步驟s7中，設(shè)定調(diào)節(jié)系數(shù)k1同步、k2同步、k3同步，用于調(diào)節(jié)虛擬齒比，得到虛擬齒比g1′′、g2′′、g3′′，g1′′=k1同步·g1，g2′′=k2同步·g2，g2′′=k3同步·g2，最大力矩的主軸不做調(diào)節(jié)。

17、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，在步驟s7中，三個(gè)主軸的虛擬齒比調(diào)節(jié)時(shí)，最大力矩的主軸不做調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)另外兩個(gè)主軸的虛擬齒比，三個(gè)主軸的轉(zhuǎn)速耦合，三個(gè)主動(dòng)羅拉的外周線速度趨于一致。

18、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，三個(gè)主軸沿切割線的纏繞方向排列，分為左主軸、右主軸和中主軸，其中，中主軸位于為左主軸、右主軸的中間位置；

19、在步驟s7中，在步驟s7中，三個(gè)主軸的虛擬齒比調(diào)節(jié)時(shí)，中主軸以速度運(yùn)行模式，中主軸的轉(zhuǎn)速v3=?v虛·g3，中主軸反饋的力矩值為t3；左主軸、右主軸以力矩模式運(yùn)行，調(diào)節(jié)左主軸、右主軸的力矩，將左主軸、右主軸反饋的力矩值維持于中主軸反饋的力矩值一致，t1=t3，t2=t3；三個(gè)主軸反饋的力矩趨于一致。

20、本發(fā)明還提供一種多線切割機(jī)的主軸系統(tǒng)，包括三個(gè)主軸和三個(gè)主動(dòng)羅拉，三個(gè)主軸分別通過(guò)三個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，三個(gè)主動(dòng)羅拉分別安裝于三個(gè)主軸；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)均為伺服電機(jī)，能夠分別控制主軸的轉(zhuǎn)速，并能夠反饋主軸的力矩；采用如上述的多線切割機(jī)的主軸同步控制方法，對(duì)主軸系統(tǒng)的三個(gè)主軸進(jìn)行控制。

21、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，還包括四個(gè)從動(dòng)羅拉，四個(gè)從動(dòng)羅拉和三個(gè)主動(dòng)羅拉均安裝于機(jī)架，用于供切割線繞過(guò)；四個(gè)從動(dòng)羅拉能夠受切割線的摩擦帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

22、本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，沿著切割線的繞經(jīng)方向，兩個(gè)主動(dòng)羅拉之間至少間隔有一個(gè)從動(dòng)羅拉。

23、綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

24、在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)比較三個(gè)主軸反饋的力矩，當(dāng)其中一個(gè)主軸反饋的力矩偏大時(shí)，能夠調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速情況，三個(gè)主軸反饋的力矩趨于一致，三個(gè)主動(dòng)羅拉的外周線速度趨于一致。三個(gè)主軸能夠平分總負(fù)荷，能夠穩(wěn)定地適用于設(shè)備的運(yùn)行，實(shí)施獲取主軸反饋的力矩情況，使得三個(gè)主軸能夠形成動(dòng)態(tài)平衡。

25、主軸系統(tǒng)在運(yùn)行的初始階段和高速階段都能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)，在設(shè)備初始階段，能夠以較低的速度運(yùn)行，對(duì)三個(gè)主軸的轉(zhuǎn)速進(jìn)行初始調(diào)節(jié)；在低速階段，三個(gè)主軸的線速度的差異影響較小，通過(guò)調(diào)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)主軸的線速度情況趨于一致，使得主軸能夠正常進(jìn)入高速運(yùn)行狀態(tài)。

26、三個(gè)主軸的外徑存在精度差異，而且單個(gè)主軸的軸向各個(gè)位置的外徑也存在差異。隨著切割線的纏繞，切割先繞過(guò)主軸的位置也將存在變化，進(jìn)而導(dǎo)致主軸的軸向的外徑差異也會(huì)對(duì)切割線的線速度產(chǎn)生影響。該主軸系統(tǒng)在高速運(yùn)行過(guò)程中也能夠進(jìn)行微調(diào)，維持三個(gè)主軸維持動(dòng)態(tài)平衡，能夠大致均分三軸的載荷，并確保三個(gè)主動(dòng)羅拉的線速度趨于一致，確保高速運(yùn)行時(shí)三個(gè)主軸能夠動(dòng)態(tài)平衡。