文章编号：１６７２—０１２１（２０１２）０１—００５ １－０２ 双电伺服主传动轴电机控制软件的开发研究 王雪，李强，叶敬春 （江苏金方圆数控机床有限公司，江苏扬州２２５１２７） 摘要：在研究ＬＵＳＴ驱动控制软件ＤｒｉｖｅＭａｎａｇｅｒ Ｖ５基础上，利用以太网通讯协议，开发了一种运用于 双电伺服主传动的轴电机控制软件。所设计的软件，能使主传动轴沿预定直线轨迹，实现无级调速运动。 关键词：机械制造自动化；控制软件；双电伺服主传动轴；研发 中图分类号：ＴＰ３ｌ１．５２ １概述 文献标识码：Ｂ ３控制软件运行界面 控制软件运行于ＬＵＳＴ驱动控制软件ＤｒｉｖｅＭ— ａｎａｇｅｒ Ｖ５上，通过相应的以太网通讯协议实现软件 本文所述双电伺服主传动轴是应用直接驱动技 术，将一种由双电机组成的机械装置与负载刚性耦 合，消除了原来中间传动机构产生的传动误差，例如 齿轮误差、丝杠螺母误差、丝杠产生的传动间隙和误 差，减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪 程序的参数传输。运行界面如图１所示。 误差等。提高了传动精度，也从根本消除了非线性摩 擦力和弹性形变的影响，也不再存有爬行现象，提高 了定位精度和可重复性能。因此，从硬件支撑条件上 说，这种双电伺服主传动轴的直接驱动方式可以达 到很高的控制精度，但是最终的控制精度还要取决 于控制伺服驱动系统的控制软件。 图１软件运行界面 ２控制软件设计 软件运行过程：数控系统通电后，自动启动 软件基于ＬＵＳＴ驱动控制软件ＤｒｉｖｅＭａｎａｇｅｒ ＬＵＳＴ驱动器，等驱动器准备就绪后，发送反馈信号 通知数控系统。此时，数控系统立即发出伺服使能指 令到驱动器，驱动器接收到伺服使能指令后并检测 伺服一切正常，延时２００ｍｓ，自动启动内部ＰＬＣ运 Ｖ５开发，采用Ｃ语言和汇编语言混合编程，实行模 块化设计，增加了程序的可读性和移植性。本控制软 件主要实现以下功能：①双电伺服主传动轴电机启 动无死区，启动转矩足够大，并尽量减小启动时的振 行。程序中实时刷新编码器位置，当到达控制软件指 令位置时反馈给数控系统ＢＯＯＬ信号，数控系统可 由功能键及指令程序发出不同代码给驱动器，指令 双电机完成不同的相应动作。 动。②能实现双电机正、反转。③双电机启动和低速 运行时采用电流斩波控制；高速运行时采用角度位 置控制，可实现这两种控制状态之间的平滑过渡。④ 双电机采用转速闭环控制，转速环的设计采用ＰＩ调 节器，输出为定频调宽的ＰＷＭ方波，实现电压斩波 ４主程序设计 控制，完成双电机的转速调节。⑤实现双电机转速的 计算并实时显示。⑥具有一定的保护功能，当双电伺 服主传动轴电机运行出现异常时，能够接收、判断外 初 主 部的故障信号和保护信号，并采取相应的保护措施。 系 收稿日期：２０１１－１１－１７ 序 适 后 作者简介：王雪（１９６８一），女，高级工程师，从事数控技术、数控原 理、系统应用研发设计 关子程序计算电机转速，由显示子程序实现转速显 示，并由定时中断子程序实现显示的定时刷新。同 时，当前电机转速与给定的转速信号相比，完成电机 转速的ＰＩ调节，输出ＰＷＭ信号。当控制软件系统 检测到数控系统发出的电机停止命令后，关闭驱动 器使出电流，使电机停转，主程序则继续等待数控系 统输入启动命令。 ５功能子程序设计 ５．１启动子程序 当数控系统下达启动命令后，由于电机的转子 处于静止状态，不存在由位置信号的边沿触发捕捉 中断进行换相，所以需要由启动子程序根据当前位 置信号和正、反转信号给出开通相和关断相信号。启 动子程序流程见图３所示。 当前位置信号 Ｙｌ Ｉ 电机正转启动 电机反转启动 ｌ— ｌ 启动电机输出 图２主程序流程图 图３启动子程序流程图 ５．２转速计算子程序 由于所控制双电机所组成的机械装置与负载刚 性藕合，在双电机调速系统中，要实现电机的闭环调 速，速度值的获取是必不可少的。软件中利用ＤＳＰ 的定时器捕捉中断功能来实现转速计算。通过编码 器位置信号Ｓ送入定时器Ａ，进行下降沿捕捉，在捕 捉中断中调用转速计算子程序完成转速的计算。其 流程见图４所示。 ５．３角度控制子程序 为控制双电伺服主传动轴在一个特定角度内运 启动、停止、主轴正反向的 功能键，无需软件控制实 现双电机的复位、启动、停 止、正转和反转。控制软件 在运行过程中分别置位电 机的正转、反转状态标志， 在启动功能键中断子程 序，置位启动状态标志，调 用启动子程序，结合正、反 转状态标志决定启动电机 方向，实现电机启动。停止 功能键中断子程序后，将 启动状态标志置为０，当 中断子程序中检测到启动 状态标志位为０时，立刻 关断电机相，使电机停转。 图４转速计算子程序流程图 其流程图如图６所示。 图５角度控制子程序流程图 图６定时中断子程序流程图 ６结束语 本控制软件是为双电伺服主传动电机系统设计 和编写的驱动控制器的控制软件。整个控制系统通 过在无限循环结构的主程序中响应中断，调用中断 子程序，且在中断子程序中调用相应的功能子程序， 实现数控系统预定的功能。 经在双电伺服数控转塔冲床的主传动轴系统中 使用，表明本文所提出的双电伺服主传动轴电机控 制软件设计方法是有效的，具有实用价值。 【参考文献】 ［１］田敬，陈国定．基于ＤＳＰ的电机主轴伺服控制系统设计．浙江 工业大学出版社，２００９—０３—３０． ［２］顾晨宇，白连平．开关磁阻电机调速系统的研究．北京机械工业学 院出版社，２００８一Ｏ１—０１． ［３］ＬＵＳＴ伺服驱动系统操作手册．德国路斯特伺服系统有限公司，２００５． 文章编号：１６７２—０１２１（２０１２）０１—００５３—０５ 从《锻造工艺过程及模具设计》教材看 锻造工艺发展的新进展 胡亚民‘。王伟 。孙金刚 （１．重庆理工大学材料学院，重庆４０００５０； ２．陕西汽车集团陕汽重卡质量管理部，陕西西安７１０２００； ３．四川普什模具有限公司ＣＢ技术部，四川宜宾６４４００７） 摘要：分析了２００６年北京大学出版社和中国林业大学出版社共同出版的国家“十一五”规划教材《锻造 工艺过程及模具设计》的写作特色。教材大量引用了国内外生产研发一线材料，适应净形和近似净形加工技 术的发展现状，反映当代最新锻造技术成就，适于拓宽学生思维、扩大眼界、强化学生的基础，进一步提高材 料成形与控制工程专业学生的教学质量。教材定位准确，突出实用性。充分反映了金属塑性成形方面的新工 艺、新模具，采用新名词、新概念、新知识，新成果、新观点。教材注重基本理论，基本特征和性能及现行设计方 法的理论依据和工程背景，理论联系实际，不但做到强调继承传统，而且推陈出新，厚今薄古，满足了国内锻 造科技人员自学提高，拓宽视野，开阔思路的要求。 关键词：机械制造；锻造；模具设计；教材 中图分类号：ＴＧ３０６ 文献标识码：Ａ １引言 从２０世纪５０年代开始包括国内翻译前苏联布 材料成形技术在机械制造行业具有非常广泛的 留哈诺夫和烈别尔斯基的教材《模锻及模具设计》［ １ 应用前景，国内外正在发展净形或近似净形（Ｎｅｔ 和中国工业出版社１９５８年出版的西安交通大学金 Ｓｈａｐｅ ｏｒ Ｎｅａｒ Ｎｅｔ Ｓｈａｐｅ，即上世纪７０年代所说的 属压力加工教研组编写的《锻造工艺学》教材嘲，到现 “少无切削”）加工技术，因而不仅材料成形与控制工 在的教材，都较为传统，变化不大。 程专业的学生社会需求量很大，而对学生培养模式、 为了适应高等学校本科教学工作的开展，努力 所使用的教材等方面都提出了更新和更高的要求。 提高教学质量，应当有新的锻造教材，江苏、湖北、山 东、河北、山西、重庆等高等院校和个别研究所及工 厂根据新时期对大学生的教学要求，共同编写了《锻 收稿日期：２０１１－０７—１５ 造工艺过程及模具设计》教材，教材按３６个学时编 作者简介：胡亚民（１９４８一），男，我国塑性工程领域知名教授，长期从 写。参加编写的同志既具有丰富教学经验，又在各自 事塑性工程的教学科研工作 负责编写的章节领域上有一定研究成果。 Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｍｏｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ｍａｉｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｈａｆｔ ｗｉｔｈ ｄｕａｌ ｍｏｔｏｒ ｓｅｒｖｏ ｓｙｓｔｅｍ ＷＡＮＧ Ｘｕｅ，ＬＩ Ｑｉａｎｇ，ＹＥ Ｊｉｎｇｃｈｕｎ （Ｊｉａｎｇｓｕ Ｊｉｎｆａｎｇｙｕａｎ ＣＮＣ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｙａｎｇｚｈｏｕ ２２５１２７，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＬＵＳＴ ｄｒｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＤｒｉｖｅＭａｎａｇｅｒ Ｖ５，ｂｙ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｇｒｅｅｍｅｎｔ，ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｍｏｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｆｏｒ ｍａｉｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｈａｆｔ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｔｈｉｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｃａｎ ｍａｋｅ ｍａｉｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｈａｆｔ ｍｏｖｅ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｔｒａｃｋ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｒｅａｌｉｚｅ ｓｔｅｐｌｅｓｓ—ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ；Ｍａｉｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｈａｆｔ ｗｉｔｈ ｄｕａｌ ｍｏｔｏｒ ｓｅｒｖｏ；Ｒ＆Ｄ
