直线电动机在数控机床中应用的特殊性问题研究

直线电动机不需经过任何中间转换机构就可直接进行直线驱动,是现代数控机床高速、高精度伺服系统进给驱动的理想部件.详细讨论了直线电动机在数控机床上应用过程中的特殊性问题,包括直线电动机的选型、与机床本体的结构对接、电动机的发热与冷却、导轨的选择和工作台的轻化等,还分析了直线电动机的端部效应、防磁措施、法向磁吸力和伺服控制策略以及其它一些相关的特殊性问题,并提出了相应的解决方法.     

非圆表面磨削加工关键技术的研究

对于具有种类多、高精度和高频响伺服控制要求的非圆截面零件加工，其工件变速及进给技术对加工精度影响很大。本文介绍了非圆加工技术的国内、外发展现状，综述了近年来广泛应用的一种新型伺服驱动进给装置——直线电动机的基本原理及特点，建立了椭圆形典型非圆零件表面磨削加工的数学模型，并利用PMAC（Programmable multi - axis controller）时基控制法及变速控制，进行了椭圆零件表面精密磨削加工试验，为推动直线电动机及PMAC在高速高精度数控机床中的应用打下基础，对非圆零件的磨削加工具有深远意义。     

直线电动机在磨床上应用的理论分析

指出了磨床的进给运动采用直线电动机驱动系统较之传统的滚珠丝杠形式具有一系列的优点。分析了摩擦力、磨削力、力波动对机床进给系统的影响。通过相关的物理学理论，建立了进给系统的动力学方程，在此基础上建立了摩擦力、磨削力、力波动的数学模型，从而为进给系统数学模型作了基础性工作。该项研究为未来直线电动机驱动系统在磨床上的广泛应用具有指导性意义。     

奇异六边形6-SPS并联机床的控制系统设计

以奇异六边形6-SPS并联机床为对象,分析了其控制系统的功能及特点,设计了PC机与伺服驱动系统相结合的控制系统总体结构,采用等时细分算法来实现并联机床6个分支组件步进电动机的脉冲分配,通过PC机并行口LPT1和LPT2向伺服驱动系统发出进给信号,驱动步进电动机控制各分支部件实现进给运动.     

进给平台永磁直线磁悬浮电动机的电磁力特性研究

针对数控机床进给平台的摩擦问题,提出采用永磁直线磁悬浮电动机来实现无摩擦进给。给出磁悬浮进给平台的结构以及进给平台的运行原理。该进给平台采用永磁直线磁悬浮电动机驱动,永磁直线磁悬浮电动机的动子上有两套绕组,一套绕组用于产生电磁推力,另一套绕组用于产生可控的磁悬浮力。采用Maxwell应力张量法推出了电动机的电磁推力和悬浮力的数学模型。用Ansoft对电磁推力和磁悬浮力进行了有限元分析,证明了采用永磁直线磁悬浮电动机实现直接驱动和无摩擦进给的可行性。     

非圆等距廓形的数控加工方法研究

简要介绍非圆等距廓形的加工方法;通过对无冲击封闭非圆等距廓形的研究、分析,推导出形成无冲击封闭非圆等距廓形的条件以及廓形方程;对非圆等距廓形的数控加工方法进行研究,通过对步进电动机、AC伺服电动机、DC伺服电动机、伺服液压马达以及直线伺服电动机性能的分析、对比,提出在现行的通用数控加工系统中常用的四种驱动元件不能满足非圆等距廓形车削加工系统的要求,而采用直线伺服电动机为驱动元件的驱动装置适用于非圆等距廓形的车削加工系统.     

机械压力机交流伺服电动机直接驱动方式合理性探讨

阐述了交流伺服电动机的特点及应用，分析了机械压力所采用的各种驱动方式，即普通不可调速交流异步电动机一飞轮联合驱动和可调速交流异步电动机一飞轮联合驱动以及交流伺服电动机直接驱动，进一步从力、功率及元件选取的角度分析交流伺服电动机直接驱动型机械压力机的合理性，最后分析比较了相同公称压力的现有的日本小松公司生产的交流伺服电动机驱动型机械压力机和西安锻压机床厂生产的多连杆机械压力机及普通机械压力机的各方面的性能特点。     

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.     

用于机械压力机驱动的电动机发展趋势探讨

文章阐述了机械压力机的各种驱动方式.对伺服驱动方式压力机的驱动电机进行了比较论述,从直流伺服电动机到交流伺服电动机,及开关磁阻电动机和横向磁场电动机.对各种电机的特点及其在伺服压力机上的应用进行了分析,指出横向磁场电动机以其良好低速性能在伺服压力机上应用将具有明显的理论和实用价值.     

基于数控机床进给伺服系统的研究综述

基于数控机床进给伺服系统技术要求,阐述了数控机床进给伺服系统的现状与发展,揭示了数控机床进给伺服系统为适应超高速切削、超精密加工、网络制造等先进制造技术的需要,必将朝着高科技和网络化等现代全数字控制伺服系统及由直线电动机驱动的直线伺服系统方向发展.     

一种提高液压缸速度响应的模糊PI控制方法

对进口节流调速速度负载特性进行了分析,提出了一种基于模糊PI控制策略的方法,以提高液压缸速度响应。建立了进油节流调速的液压缸动力学模型;通过光栅尺对液压缸位移进行测量,并计算出相应的速度,与给定速度进行比较,确定控制策略。仿真和实验结果表明:采用模糊PI控制与线性改变节流口开度相比,模糊PI控制能提高液压缸的速度响应。     

基于复合控制数字化弧焊逆变电源的仿真分析

在分析了传统控制方法优缺点的基础上,提出了一种基于重复控制和双闭环控制相结合的复合控制弧焊数字化逆变电源控制方案.重复控制利用扰动的重复性特点,逐周期地修正输出电压可以较好地改善系统的稳态特性,双闭环控制利用电流内环快速、及时的抗扰性来有效地抑制负载扰动的影响,可以较好地改善系统的动态特性.在对弧焊的飞溅及焊缝成形影响因素分析的基础上,利用复合控制的数字化系统,在短路阶段通过实时调整di/dt及峰值电流,短路电流采用适当的外拖回拐量,在燃弧阶段,保持燃弧电压稳定的同时,提高再引弧电流,以改善焊接工艺性能.结果分析表明,采用该方式控制的焊接电源,可以减少飞溅,使焊接过程稳定,焊缝成形变好.     

工程车辆电控机液复合传动试验台的设计与实现

通过电子控制器的控制,采用双变量闭式液压回路和机械式变速箱可以组成一个复合传动方案.在工程车辆中这是一种新颖的传动方案,它具有诸多适于工程车辆的优异性能.针对这种传动方案设计了一个传动试验台.该试验台可以方便地实现各种传动控制策略,进而对其控制下的传动特性进行试验研究.     

基于触觉传感遥控焊接遥示教防碰撞控制策略

在遥控焊接遥示教过程中,为避免遥控焊接从机器人和焊接工件产生强烈碰撞,通过对遥控焊接触觉系统的从机器人与焊接环境接触力分析,在接触力PID控制模型基础上,提出了遥控焊接柔性力接触控制策略.包括遥控焊接接触力分段控制策略、异常情况的接触力稳定性监控决策算法、任务自适应仿人智能算法.结果表明,和常规PID控制器比较,采用接触力柔性接触控制策略,能够明显减小接触力振荡幅值, 缩短接触力稳定时间,提高了遥控焊接遥示教从机器人与焊接工件之间力交互作用下的操作性能.     

复杂薄壁空间曲线焊缝的变形控制

根据某产品空间曲线焊缝壁薄、密集、受热易变形,对管间隙及错边量要求高的特点,对其结构及其受力受热情况,及弧焊变形机理进行了深入地研究,并提出了抑制其变形的"分段线性控制"策略.依据焊缝间隙与焊接电流的对应关系,配合机器人虚拟ARC-ON/OFF信号与PLC电流分段线性控制信号,实现了连续焊接时电流的分段线性控制.结果表明,该控制策略行之有效,成功地应用于该焊件的实际生产,提高了产品的质量及生产效率.     

永磁同步电机有限时间转速控制

为了提高永磁同步电机的动态性能,提出一种基于永磁同步电机电流环有限时间的控制方法,即电机速度环采用传统PI调速控制、电流环基于有限时间控制的策略。MATLAB仿真结果表明:相较于传统的双PI控制电流环、速度环的策略,调整后基于有限时间的策略引入二阶扩张状态观测器,削弱不确定性扰动对系统的负面影响,使系统动态动态性能更佳,在快速跟踪转速指令、缩小转速超调量、缩短系统调整时间方面具有优势。     

T68卧式镗床的PLC控制系统设计

采用可编程序控制器(PLC)实现T68镗床的自动控制,给出了系统主电路图、PLC输入/输出接线图和梯形图程序.提高了镗床控制系统的可靠性和镗床的工作效率,减少了维修、维护的工作量.     

直行工况下分布式电动汽车四轮转速同步控制

多电机同步控制系统是车辆安全行驶的核心内容之一.为了提高分布式电动汽车在直线行驶时的可靠性以及控制精度,提出一种采用转矩状态观测器的改进型偏差耦合多电机同步控制策略.结合矢量控制算法,分析了偏差耦合结构中速度补偿器的特点并进行改进.根据多电机同步系统中同步误差与跟踪误差的控制要求,进一步给出多电机同步转矩状态观测器的设...     

基于DSP的大口径直缝焊管用粗丝大功率GMAW电源的研究

针对大口径直缝焊管粗丝GMAW工艺要求,提出了由两套软开关逆变主电路并联输出大功率的解决方案,在主电路拓扑上选用移相全桥ZVZCS PWM软开关电路拓扑.针对焊丝直径φ3.2mm,保护气体为ψ(Ar)70%+ψ(CO2)30%条件下的电弧特性,采用了恒电流外特性加变速送丝的方案.为改进电源动、静特性,提出兼顾平均电流控...     

全液压矫直机的四缸同步协调控制

矫直机主液压缸辊缝的控制效果直接影响到系统稳定性、产品质量、设备安全。重点研究主液压缸的辊缝控制策略,针对矫直机主液压缸平行压下的同步要求,提出一种基于单缸辊缝闭环控制与倾摆辊缝闭环控制的改进的4缸同步控制策略。该策略不仅能够实现矫直机的倾斜、摆动辊缝控制,也能提高4缸平行压下的同步性。通过在东北某厂热处理生产线的成功应用,证明该控制策略及技术的有效性,可在矫直机上广泛应用。