李攀科 余庆明 王元伦 汤 斌 李波波 邹 涛

(沈机集团昆明机床股份有限公司,云南 昆明 650203)

在大重型数控机床的进给轴中，坐标行程很长的轴或重型旋转进给轴，通常采用齿轮齿条(圈)的传动结构。有两种方案来解决齿轮齿条(圈)传动间隙大的缺点，一种是采用单电机双齿轮的消隙减速箱结构，另一种多是采用双电机、双低背隙行星减速器、双小齿轮的的传动结构,其结构如图1，这需要运用数控系统的主从轴功能。

西门子数控系统的主从轴功能，发那科系统称为串联控制，发格系统称为前后串联同步轴，而在华中数控系统中则是速度同步及消隙功能。它在双电机双齿轮的齿条传动结构中不仅能自动地减小传动间隙，而且在需要大扭矩时，两个电机可同时提供必要的扭矩来驱动轴，使双电机双齿轮的传动结构具有输出功率大、成本较低、消隙效果好且稳定性好、机械结构紧凑、惯量匹配好等特点。主从轴功能的应用越来越广泛，一般的运用是双电机主从轴，四驱的主从轴功能也在超大重型数控机床中使用。

1 主从轴功能分析

1.1 扭矩补偿控制器的计算方程式

主从轴的电气控制结构图，见图2，表明了主从轴的控制特点:至少有两个进给电机(轴)组成，但只有主动轴拥有位置环；有一个扭矩补偿控制器(或称为扭矩平衡PI调节器)，并且预载扭矩是调节器的固定输入值；两个电机除了在相同的一个速度指令下工作外，还有一个由扭矩补偿控制器产生的额外速度指令。……