基于ADAMS与MATLAB的数控转塔冲床进给系统联合仿真

本文根据机械多刚体动力学理论,建立数控转塔冲床进给驱动系统的数学模型,利用机械系统动力学分析软件ADAMS建立动力学虚拟样机模型,MATLAB/Simulink建立数控转塔冲床进给驱动伺服控制系统仿真模型,结合两者实现机床的机电联合仿真。通过这种联合仿真,可以分析进给驱动伺服系统的动态特性,为物理样机进给系统的设计与调试提供可靠的参考依据。     

基于MATLAB/Simulink的机床进给传动系统建模仿真

根据机械动力学原理建立了机床进给传动系统的数学模型，利用MATLAB软件中的动态仿真工具Simulink构建了直流电机驱动进给传动系统的仿真模型，获得了反映系统性能的仿真曲线。对仿真结果及传动精度进行了分析，并给出了提高传动系统性能的措施。为机械传动系统的设计、参数的选择以及性能的改进提供了理论依据。     

基于ADAMS的数控机床进给系统动力学仿真

为了分析机床进给系统在零件加工时对其精度影响,利用三维造型软件Solid Works建立数控机床进给系统的动力学模型;利用Ansys分别建立丝杠和工作台的有限元模型,将模型导入Adams,对数控机床进给系统进行振动仿真。结果表明:固定转速下,工作台在不同位置的振幅不同,改变转速其规律相近;在不同转速下,速度越大,工作台振幅越大,并呈线性关系。     

多电机驱动的双辊夹持旋压成形装置的动力学仿真

对双辊夹持旋压成形装置进给驱动系统进行了动力学分析,得到了装置进给驱动系统的动力学模型。利用多体动力学软件ADAMS和有限元软件ANSYS对多电机驱动的双辊夹持旋压成形装置进行了多刚体模型和刚柔耦合模型的动力学仿真,通过比较装置夹具和旋辊头运动轨迹的理论结果和仿真结果验证了所建立模型的正确性。仿真过程充分考虑了滑块与导轨之间的等效阻尼、刚度和摩擦等非线性因素以提高仿真精度。刚柔耦合模型仿真结果显示,旋辊头进给速度波动的幅度为±0. 065%,周期为0. 42 s,夹具进给速度波动的幅度为±0. 4%,周期为0. 71 s,表明丝杠的弹性变形会影响装置进给驱动系统的运动精度。     

多因素对双驱进给系统不同步误差影响

为研究立式加工中心双驱进给系统结构参数对双轴不同步误差影响规律,以立式加工中心KSMC1250双驱进给系统为研究对象,通过对双驱进给系统动力学分析,建立双驱进给系统不同步误差数学模型,该模型考虑丝杠导轨间距、摩擦等因素;建立动态仿真模型,分析双驱进给系统结构参数对双轴不同步误差的影响。结果表明,在数控机床双驱进给系统结构设计时,应尽量增大丝杠导轨间距,主轴箱部件重心的偏心参数尽量小,且减小主轴箱部件质量,以减小两轴不同步误差,从而提高数控机床加工精度。研究结果为数控机床双驱进给系统结构设计先进控制策略提供参考。     

硅片磨床伺服进给系统仿真模型与分析

在硅片磨削时,硅片加工质量与硅片磨床的进给系统性能密切相关。为了提升硅片磨床进给系统的精度和稳定性,提出了采用上位机、运动控制卡、伺服驱动器、位置传感器进行闭环控制进给的技术方案。研究了伺服系统和机械系统两者之间的相互耦合关系,建立了动力学模型,搭建了基于PID控制的三闭环控制系统,采用MATLAB中Simulink模块对进给系统进行仿真分析。仿真结果表明,磨床进给系统速度波动量在1%以下满足硅片磨削对进给精度的要求。     

多电机驱动的双辊夹持旋压成形装置的机电联合仿真

在MATLAB/Simulink中建立了多电机驱动的双辊夹持旋压成形装置进给驱动系统的Simulink仿真模型,包括三环控制的数学模型,整定了电流环增益与速度环增益,并将ADAMS中的机械系统输出到MATLAB的Simulink平台中,进行双辊夹持旋压成形装置的机电联合仿真并进行控制系统参数优化的探讨。     

柔性传动系统动力学建模及参数整定仿真分析

为分析柔性机械传动系统的动力学特性和控制参数对进给系统动力学特性的影响,文章建立了柔性机械传动系统的多惯量Simulink仿真模型,分析了多惯量模型的频率特性和时域响应;分别采用高阶最佳和考虑低阶谐振的方法对多惯量系统进行了控制参数整定和仿真分析。结果表明,考虑低阶谐振的参数整定方法能够在保证快速响应的基础上有效减小系统振荡,缩短系统调整时间,与高阶最佳系统整定结果相比具有更好的低通特性和高频谐振抑制能力。     

基于ADAMS的船舶运动模拟器及其液压驱动系统的设计与动力学仿真

设计了一种新颖的船舶运动模拟器及其液压驱动系统,利用ADAMS动力学仿真软件和Matlab/Simulink仿真工具建立了机械系统、液压驱动系统、计算机控制系统的一体化模型,给出了控制仿真结果,并最终通过试验验证了所建模型的有效性.该方法可以极大地缩短液压产品的开发周期,减小开发成本.     

数控机床回转工作台动态性能分析与仿真

采用机械动力学原理建立数控机床回转工作台传动系统的数学模型,利用MATLAB软件的动态仿真工具箱Sim-ulink构造交流伺服电机驱动回转工作台传动系统的仿真模型,获得了反映数控回转工作台动态性能的时域和频域特性仿真曲线,通过仿真结果对系统的快速性和稳定性进行了分析,同时考虑齿轮以及蜗轮蜗杆传动间隙对传动精度的影响,给出了提高数控回转工作台动态性能的措施.为数控回转工作台进给伺服系统的设计、参数选择以及性能优化提供了理论依据.     

卧式数控旋压加工中心进给系统动态特性研究

进给系统动态特性是实现数控旋压加工中心高速、高效、高精度要求的关键因素。在构建卧式数控旋压加工中心进给系统动态参数模型的基础上,采用ADAMS软件建立进给系统的多刚体及刚-柔混合虚拟样机模型,通过运动学及动力学仿真,获得快速定位过程中工作台的运动曲线及丝杠轴的驱动转矩与驱动功率曲线。结果表明:刚-柔混合模型获得的工作台运动曲线在达到进给系统连续平稳运动要求的同时,相比多刚体模型更符合实际运动情况;丝杠轴的最大驱动转矩与驱动功率均小于伺服电机的额定转矩与额定功率,说明虚拟样机满足设计要求,可为物理样机的研制提供设计依据。     

高速大推力直线电机直接驱动进给系统动态性能的分析

大推力直线电机直接驱动是一种新颖的高速数控机床直线进给系统驱动方式,它将直线电机的定子和动子分别安装在机床床身和工作台上,取消一切机械传动环节,大大提高进给系统的伺服性能,但这种驱动方式对外界干扰非常敏感,机床运行过程中切削力甚至进给系统运动部件质量的变化等均是系统的直接干扰.本文根据直接驱动进给系统的控制模型,分析了系统动态刚度的计算方法和主要影响因素,提出了提高动态性能的方法.根据系统的特点,设计动态质量估计器,实现直接驱动进给系统的动态质量在线估计和补偿.对实际系统的仿真分析表明,本文提出的基于系统动态质量在线估计与补偿方法,能大大提高系统的性能.     

数控机床直线进给系统相位特性的建模与分析

多轴机床各个轴进给系统的动态误差具有差异性且都会受到复杂工况的影响，若想实现多轴联动进行轴间的相互补偿，需对进给系统动态特性中的相位规律进行分析。采用集中参数法建立进给系统动力学模型，根据不同工况建立部分结合面参数变化模型，同时分析进给系统激振力频率与摩擦力变化情况。基于Simulink软件，将输出信号与输入信号进行对比分析，得到动力学参数变化时的进给系统相位特性变化规律。结果表明：低转速时进给系统跟随特性较好，输出信号没有明显滞后；高转速时输出信号有较明显的相位滞后，且相位角会受到工作台摩擦力与丝杠轴向刚度的影响。     

滚珠丝杆进给系统的多自由度柔体建模研究

考虑滚珠丝杠进给系统的机电耦合特性,对系统结构进行分块细化,降低系统的耦合复杂度,提出了丝杠进给系统的分-总式建模方法。将滚珠丝杆系统作多自由度柔体处理,综合考虑系统的弯曲、扭转及沿丝杠轴向的变形,基于动力学理论,采用瞬时变分法,推导出滚珠丝杠进给系统动力学模型,分析得出基于系统结构柔性影响与丝杠轴弯曲剪切综合变形而引起的耦合影响,不同于以往滚珠丝杠进给系统集中质量模型(混合模型)下各向振动之间的耦合影响及振动方程。通过振动实验,借助主分量分析法验证了所建立的动力学模型的正确性,为后续的丝杠进给驱动系统的动力学分析提供研究依据。     

阻尼特性对数控机床进给系统颤振的影响分析

以数控机床进给系统为研究对象,对其进行分析并建立了数学模型,利用MATLAB/SIMULINK对系统进行了动力学仿真,研究表明系统存在着严重颤振现象。通过等比例增加各参数值的方式对进给系统主要零部件的质量、阻尼系数等进行了分析,发现影响工作台颤振的主要因素为丝杠综合阻尼,并通过取较稳定区间内最大加速度幅值的方式分析了各影响因素与颤振之间的变化关系,为进给系统的结构优化和机床减振提供了理论依据。     

基于Solidworks与Matlab的码垛机器人动力学仿真

动力学是高速码垛机器人设计过程中必须考虑的问题,但要建立机器人精确的动力学模型比较困难.通过Solidworks建立机器人实体模型,并将其导入Matlab中,在仿真环境中调整相应参数,得到机器人的动力学仿真模型,再利用Simulink添加控制模块、驱动模块(Joint Actuator)和检测模块(Joint Sensor)建立完整的仿真模型,通过两者的结合进行机器人动力学仿真分析.结果表明,运用Solidworks与Matlab联合仿真,可以缩短设计周期、形象直观的模拟机器人的三维运动情况,有效的获取其动力学特性参数.     

基于ASGSO的数控机床进给伺服系统分数阶控制

为满足数控机床对加工精度的要求,针对交流永磁同步电机驱动的进给伺服系统在不同工况下存在的扰动、摩擦、变负载、惯性力矩等非线性问题,设计一种自适应步长的萤火虫算法(ASGSO)优化的分数阶PID控制器(ASGSO-FOPID)。FOPID控制器相比传统控制器动态性能突出,能够对非线性环节进行更好的控制。利用ASGSO算法全局搜索能力,获得最优数控机床进给伺服系统分数阶PID控制器参数。建立数控机床进给伺服系统模型,分别采用PSO-FOPID、状态转移STA-FOPID、ASGSO-FOPID控制进给伺服系统进行对比。仿真和实验结果表明：提出的ASGSO-FOPID控制器具有跟踪速度快、抗干扰能力强、精度高等优点,该方法能够有效地提高数控机床的定位精度和加工精度。     

基于功率预测的数控机床粗车过程中进给系统调速模型

针对数控机床在粗车过程中需要对进给系统进行调速控制,以适应不同工况,进而提高加工效率这一问题,提出一种基于功率预测的调速模型。在分析了数控机床进给系统功率方程和粗车过程的基础上,构建了基于功率预测的数控机床粗车过程中进给系统调速模型,并详细阐述功率预测方法;最后,采用试验与仿真相结合的方法验证了模型的可行性。该模型可以基于进给系统输入功率的预测值,对切削工况即背吃刀量进行预测,进而根据功率预设值和所预测的背吃刀量进行调速,实现进给速度控制,同时也有效解决了调速滞后的问题。     

负载惯量对双驱进给系统同步误差的影响分析

以精密卧式加工中心Z向双驱进给系统为研究对象,研究两轴摩擦力不同及重心偏移的情况下负载惯量对双驱进给系统同步误差的影响。首先,根据其结构及运动特点,建立其全闭环仿真控制模型;其次,利用Matlab/Simulink软件,分析了机械系统各结构参数和速度及加速度与同步误差之间的关系;最后,通过测量MCH63 Z向双驱进给系统在S形位移曲线路径下的同步误差,将实验结果与仿真结果对比,验证了模型及仿真分析的正确性。研究结果可为双驱进给系统结构设计及同步误差补偿研究提供一定的理论依据。     

基于LabVIEW的精密数控机床进给系统实验台的构建

针对数控机床进给系统进给运动中产生的振动直接影响数控机床的定位精度和加工精度,导致故障率升高等问题,构建了基于Lab VIEW的数控机床进给系统实验台。采用交流伺服电机作为动力源,用滚珠丝杠螺母副、滚动直线导轨等构成其传动部分,使用脉冲式运动控制卡作为上位机,用Lab VIEW软件实现对电机的驱动与控制。实验结果表明,实验台实现了对刀架的速度、行程的精确控制,为后期数控机床进给系统的实验分析打下了基础。