零传动机床高速直线数控进给单元的速度与加速度特性研究

高速直线进给单元是零传动机床的重要组成部分,文章介绍了GD-3直线电机高速数控进给单元的基本结构和组成特点,分析了这种新型进给单元控制系统的特点,并对其速度、加速度和位移精度进行了实验研究,结果表明,它的最大进给速度可达到80m/min,其加(减)速度可达到16.8m/s2,定位精度可达到0.004mm,并且运动过程平稳.     

磁悬浮直线进给单元支承立柱设计及定位分析

针对机床用磁悬浮直线进给单元设计过程中的磁悬浮支承问题,比较了两种磁悬浮工作原理,确定了单自由度吸力型磁悬浮支承模型,并推广到五自由度磁悬浮直线进给单元模型的建立。运用SolidWorks三维软件设计了两种磁悬浮直线进给单元支承立柱,并运用ANSYS有限元软件对其进行定位分析,计算出了两种平台的支承立柱在进给方向和导向方向的最佳位置。所做的计算与分析可用于机床用磁悬浮直线进给单元结构的优化设计。     

直线电机工作台垂直刚度的有限元分析

直线电机进给单元是高速数控机床的一种新型进给系统。其进给运动是由安装在工作台和床身之间的直线电机直接驱动实现的,具有进给速度高、加速度大、响应速度快、定位精度高等特点,由于工作台垂直方向除了切削负荷和自重以外,还要承受巨大的电磁吸力,而直线电视初级和次级之间的垂直间隙极小,故工作台的垂直刚度就特别重要。本文用有限元法对高速机床工作台的垂直刚度进行了分析研究,同时结合研究工作,还介绍了有关有限元三维     

直驱型高速数控机床进给系统设计分析及实验

为克服传统机床"旋转电机+滚珠丝杠"进给传动方式存在的弹性变形大、响应速度慢、易磨损等问题,利用永磁直线同步电机(PMLSM)设计了一种直线电机驱动高速数控机床进给系统。从理论上分析了系统机械结构对动态特性的影响,在此基础上,对最大切削力工况下的进给系统主体结构进行了刚度、强度以及模态分析,最后,实验测试了进给系统的位置精度及动平衡精度。结果表明,该进给系统结构变形量小于0.01mm,最大应力为5.7MPa,且在低阶频率范围内,主动避开1、2、5、6阶加工激振频率可使进给系统具有较高的抗振特性,同时该系统的位置精度、平衡精度均在设计指标内,有效的保证了进给系统主体结构的动态精度及稳定性。     

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.     

直线电机机伺服进给系统及其关键技术问题

介绍了直线电机的发展历程以及在高速精密机床上应用直线电机伺服进给系统的进展情况,讨论了直线电机伺服进给系统的一些关键技术问题。     

音圈电机在中凸变活塞车削中的研究与应用

本文首先对中凸变活塞的裙部特征进行了数学描述,包括横截面和轴截面.在此基础之上,进行了直线电机在中凸变活塞横截面数控车削中的动态响应分析,最后进行了以直线音圈电机为基础的中凸变活寨数控车床高频响进给单元的设计,经实验验证,完全能满足中凸变活塞径向进给高频响的要求.     

非圆截面工件表面的高速精密磨削

针对非圆工件表面的高速精密加工这一问题，设计集成一套磨床数控系统并改造一台数控实验磨床，利用数字PID原理对此系统的动、稳态性能进行控制调节。研究PMAC的时间基数控制法，结合直线电机的微量往复进给运动和电主轴单元的高速性能，来实现非圆工件的磨削加工。通过对椭圆形工件的磨削实验研究，为非圆零件的高效精密磨削提供了好的解决方案。     

高速机床进给系统的发展趋势

在明确了高速加工对机床进给进给系统要求的基础上，比较和分析了滚珠丝杠、直线电机和并联虚拟轴机构等三种高速进给系统的性能、特点、存在问题及其解决办法，指出了它们各自的适用范围和应用前景。     

直线电机技术在加工中心上的应用研究

介绍了直线电机在数控铣床上的应用方案、工作原理和基本实现方法.用直线电机代替X轴、Y轴滚珠丝杠和伺服电机,采用高速电主轴和刀库,并用光栅尺作为反馈单元,实现全闭环控制,改善了数控机床进给速度和加速度,提高了加工精度和效率;对铣床滑台进行优化,减轻运动部件质量,加强机床刚性,提高了高速高加速运动下的抗冲击性.     

直线电机高速进给系统性能优化研究

高速切削技术越来越引起人们的关注。实现高速切削的关键技术之一,是开发具有高速能力的高性能数控机床。机床主轴的转速近年来有很大的提高,而机床进给系统大我仍采用滚珠丝杆传动的方式,使机床的最大进给速度受到限制,阻碍了机床高速性能的进一步发挥。本文介绍了一种采用直线电机直接驱动的机床高速进给系统。采用非线性系统稳定性分析的方法确定系统的参数,并对伺服系统性能进行实验研究。实验证明,用这种方法优化该类系统     

高速机床中直线进给系统控制策略综述

介绍了直线电动机在高速机床伺服进给中的应用，分析了直线电动机用于进给驱动的特点。着重概括了在不确定因素影响下，闭环伺服进给驱动系统抑制扰动、提高稳态精度、加快动态响应以及增强鲁棒性的控制策略。包括滑模变结构控制、鲁棒控制、智能控制、和自抗扰控制策略等。最后根据各控制策略的特点提出了相应的改进方法。     

直接驱动型磁悬浮直线进给单元

介绍一种机床功能部件——直接驱动型磁悬浮直线进给单元的原理与特点,该功能部件由直线电动机提供驱动力,由磁悬浮导轨导向和承载工作台,可满足数控机床高速化、精密化要求。并简述其研究现状和分析其关键技术问题。     

Design and control of a novel hybrid feed drive for high performance and energy efficient machining

Achieving sustainability in manufacturing requires that the energy consumption of manufacturing machines be reduced without unduly sacrificing their speed and accuracy. This paper presents the design and control of a novel feed drive whose actuation method and drive configuration change depending on the mode of the machining operation. During rapid traverse, the table is driven at its center of gravity using a linear motor. When cutting begins, the table automatically couples to a motor-driven shaft, while the linear motor provides active vibration damping and quasi-static error compensation. Improvements in speed, accuracy and/or energy efficiency over conventional drives are experimentally demonstrated.     

一种数字化送丝调速系统

介绍了利用编码器实现送丝电机转速的数字反馈转速控制调速系统。通过电网电压波动、电机冷热态变化和送丝电机负载力测试等试验，验证了该数字化送丝调速系统的可靠性和更佳的调速性能。     

金刚石线锯切割碳化硅陶瓷的机理与工艺研究

通过金刚石线锯切割碳化硅陶瓷的单因素试验设计,研究线速度、进给速度、进给速度与线速度比值R等工艺参数对其表面质量的影响规律,并通过超景深三维显微镜、精密粗糙度轮廓仪对其表面形貌、表面粗糙度进行观察和测量.结果表明:当线速度从0.4 m/s增加到1.3 m/s时,碳化硅陶瓷的表面形貌明显改善,进给方向和线锯方向的表面粗糙...