四轴数控机床的设计原理

给四轴调了好久的PID，总算是调好了，现分享PID参数整定的心得给大家，还请大家喷的时候手下留情。

首先说明一下，这篇文章的主旨并不是直接教你怎么调，而是告诉你这么调有什么道理，还要告诉大家为什

么„只‟使用PID的四轴会在飞行中震荡，告诉大家为什么光使用PID并不能实现对四轴姿态‘足够好’的控制。文

章中还是涉及了不少自控原理和其他控制相关的姿势，没有一点底子的话确实会看着很困惑（不然那么些人花好

几年学控制还有什么意义？）。如果你只想知道结论的话，直接看文章开头和结尾部分就好了（作者也支持大家

这么做，这样被喷的几率就小了=_=）。

本人是刚刚转行学控制，思考错误的地方还请各位大神批评指正。

Ps：用wps画系统框图太费劲了，于是就一个豆没有画„„，大家不会怪罪我吧？

PID控制器是什么？

我想每一个看到这里的人都对PID的概念有了足够的了解，我一遍遍叽歪比例积分微分没有任何意义。这里

我只想说一些大家提的较少的‘重点’内容：

PID控制器是一个线性的控制器！从这里开始我们进入正题了，虽然若干年来PID已然成为了世界上使用最

普遍的控制方法，也逐渐被人们神话到几乎可以控制一切„„„„„„但是，从理论上来说，只有‘线性的，符

合要求的’被控系统才能在PID控制下实现良好的控制效果。

所以说，我们首先第一步，要保证我们的被控系统在被PID控制的区域‘表现为’一个线性系统才行。于是

这里有人会说了，现实中没有哪个系统是线性的，自然，我们的四轴飞行器在大范围内是一个非常典型的非线性

系统（随便按照理论推推模型就会出现漫天的三角函数），也就是说，我们‘仅’使用标准PID控制的话是不可

能让四轴从各个姿态回到目标状态的过程都能保持稳定。于是这里出现我们使用PID时要注意的第一个问题：

我们的PID控制只能工作在四轴角度偏移不大的一个近似线性的区域内。这个区域没有定论，不过你要是飞

机偏了90°的话想用PID调回到水平状态指定是非常危险的事情。PID的模型相关问题非常重要也比较费口舌，

基于UG的数控多轴加工工艺优化和工装夹具设计

摘要：随着现代制造业的发展，许多企业不再一味地追求高品质、高效率的生产，而是将更多的精力放在了优化CNC多轴加工工艺和工装夹具的设计上。“科技是第一生产力”，在劳动者、生产对象、生产工具这三大要素中，除了要熟练地运用生产工具外，还需要熟练地掌握生产技术。为了适应多样化的市场需求，必须对CNC工艺进行持续的改善，并设计出更加可靠的工装夹具，以达到交货周期，提高质量。

关键词：多轴加工；工装夹具；机床仿真

前言

本文主要介绍了两种大型工件的加工方法，其中金属半环是一类具有复杂外形和易于变形的多面体件；由于其特殊的外形，使其不易进行装夹，且工件易发生变形、弯曲等工艺难题。但是，电机外壳是一种批量大、表面质量高的产品，采用常规的工艺，必然会导致产品的外观品质下降。本文主要介绍了UG/CAD软件，对两种不同类型的零件进行了工艺分析，并对其进行了多轴数控加工所需的模具夹具进行了详细的描述。采用UG/CAM软件实现了两种不同类型的多轴CNC编程。它是根据机床四、五轴的旋转特点，利用特殊的工具夹具，进行特殊的刀具定制，实现多轴的定点加工。通过UG刀道模拟功能，对刀具刀柄、工装夹具、工件之间是否存在干涉、过切等问题进行了分析。最后，对加工过程进行了后置处理，并产生了数控程序。

1、概念

1.1UG的CAD模块与CAM模块 UG的CAD主要包括实体建模、特征建模、自由形状建模、工程绘图、组装等。CAM模块则提供数控加工CLSFS的创建和编辑功能，包括铣、车、线切割；此外，它还支持了图形后处理和机器数据生成，并提供了生产资源管理系统、切削仿真、图形刀轨编辑工具，如机床模拟及其他模拟及辅助处理。

1.2多轴定点加工

多轴方向切削是多轴加工中普遍采用的一种方法，它的多轴定位主要是用来控制加工过程中的刀具轴和程序座标仪Z轴的向量。

1.3数控多轴机床加工技术概述

1.3.1原理

篇一:《主流四轴配置》

充电器：简易平衡冲（几十块一个）充电速度不可调，慢。b6：性价比高，山寨货很多，价格便宜100左右。a6：几百块的东西，速度快。更贵的充电速度更快。

遥控器：牌子有天地飞，华科尔，富斯，这三个是国产的比较有知名度的，价格富斯最便宜，性能应该都差不多，价格根据牌子和通道数，几百块。性能都差不多。国外的牌子：扶她爸，jr等日本美国货。价格2千起，做工很好，稳定性也好。7通道是相对比较合适的（6通道的便宜，但7通道的算性价比是高一点，7通道以上的很少用到了）。

330四轴：

机架轴距：330mm 价格：50到100 例如f330 60元。

电机：型号：2208 参数：1200kv左右牌子有郎宇，新西达等，价格按品质50到90元，推荐郎宇2208，1260kv

桨：8寸，例如0838 一对8块钱左右

电调：15到20a 牌子有好赢，新西达，中威特等，好赢的品质比较好，价格也高点一般用四轴固定翼专用的就行，价格根据电流和牌子，在40到80不等。还是贵一点点的好赢好些 电池：3s，1800到2200mah 牌子有格式和花牌和其他各种牌子，性能一分钱一分货。性能影响为电池的放电能力，充电速度，寿命，这些都会影响实际的续航时间。

450四轴：

机架轴距：450mm 价格：50到100+，例如f450 50块。

电机，型号2212 参数：1000kv或者小一点。牌子和价格与330差不多。推荐用2212，980kv 桨，10寸或者11寸。推荐10寸型号例如1045，1047.价格8元一对左右。推荐apc的，安静很多，那效率自然就高了，原装的一对40，买仿的就行。

电调，15到30a，牌子和330一样，a的数值决定了飞行时电调的发热程度。

电池：3s，1800到2600mah，性能价格参照330.

还有就是装四轴的螺丝刀，买把好点的，10块钱，要不拧螺丝会崩溃。最好有电量报警器，飞到没电摔下来可得不偿失，对电池寿命也很伤。还有一些尼龙扎带，m3双面胶，烙铁锡线这个要有，烙铁功率要够，要不焊接接头是很痛苦的。还有杜邦线排针什么的。 450以上轴距的四轴或者多轴，由于机架大，桨就大，电机就大，电调就大，电池就大，连锁反应后价格高出很多，450便宜是应该用的人最多，利润就低。有能力玩大飞机的，就把你刚刚看到的都忘了吧。

摘要

数控机床是采用数字控制技术对机床各移动部件相对运动进行控制的机床，它是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备。数控回转工作台是数控铣床、数控镗床、加工中心等数控机床不可缺少的重要部件，其作用时按照控制装置的信号或指令作回转分度或连续回转进给运动，以使数控机床能完成指定的加工工序。其外形和分度工作台十分相似，但其内部结构却具有数控进给驱动机构的许多特点。

合理设计数控分度工作台系统的结构，它是按照数控系统的指令，在需要分度时将工作台连同工件回转一定的角度。分度时也可以采用手动分度，分度工作台一般只能回转规定的角度。这在设计时要注意角度的计算，以使数控分度工作台工作时要回到规定的角度。数控回转工作台是各类数控铣床和加工中心的理想配套附件。要完成工作台系统部件的结设构设计及总图和零件图；完成小型数控冲转塔式旋转模系统的设计计算。

关键词 数控机床；数控回转工作台；数控分度工作台数；控冲转塔式旋转模系统

目 录

绪 论 ..................................................................................................................................... 3

第一章：数控回转工作台的原理与应用 ........................................................................... 4

1.1 数控回转工作的原理 ........................................................................................... 4

1.1.1 设计准则 .............................................................................................................. 5