高速加工机床直接驱动进给系统动态分析及关键技术

直线电机直接驱动方式是高速精密机床进给系统的一种理想驱动方式,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。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,并介绍了直线电机伺服进给系统的关键技术。     

面向大型机床再制造的进给系统动态特性

大型机床进给系统的再制造必须考虑大型部件的空间分布特性对进给系统动态响应的影响。针对某大型铣齿机床,采用分布参数建模方法描述细长滚珠丝杠副的传递子系统,采用集中参数建模方法描述交流伺服驱动子系统和工作台驱动子系统,并通过转速关系将3个子系统耦合起来,形成进给系统的分布集中参数模型。通过理论模型仿真与试验结果比较,证明建立的分布集中参数模型符合物理系统的真实性,能够准确地描述大型机床进给系统的动态响应特性。在此基础上进一步讨论不同分布特性影响下,分布集中参数模型和单纯集中参数模型动态响应的变化,结果表明,两种模型的动态响应差异会随着系统惯量的变化而改变,这为大型机床进给系统的设计、控制提供了参考依据。     

宏/微结合双驱动进给控制系统的建模与仿真研究

采用宏/微结合双驱动进给系统能使系统在大行程范围内具有较高的定位精度。本文设计的宏/微结合双驱动进给系统,由交流伺服电机驱动滚珠丝杠作为宏动机构,压电陶瓷驱动柔性铰链工作台作为微动机构。分别对宏动机构和微动机构进行了数学建模。采用双伺服环控制策略,由宏动机构跟踪输入信号,由精密光栅尺检测宏动机构的实际位移进行反馈构成内伺服环;微动机构将宏动机构的跟踪误差作为输入信号,实时进行补偿,构成外伺服环,实现了宏/微结合双驱动进给系统的连续跟踪控制。最后进行了仿真研究,仿真结果表明跟踪幅值为1mm频率为0.4Hz的正弦曲线,采用宏/微结合双驱动进给系统比只采用宏动机构跟踪误差由±1.6μm减小到了±6nm。     

直线电动机速度控制的研究

利用直线电动机作为快速伺服进给单元,实现机床的零传动,能达到高速高精度加工目的.但直线电动机在运行过程中进给速度越大,电动机实际运动的位置跟随理论运动的位置性能越差,如何降低系统响应的跟随误差,是使系统性能优化的关键.通过PMAC双闭环控制,专家自适应PID伺服控制环调整控制参数,能使直线电动机进给系统获得良好的动态及稳态性能.     

数控机床中两种直线驱动机械

当今，在数控机床中出现了两种直线驱动机构，即“旋转电机 滚珠丝杠副”进给传动方式和直线电机直接驱动方式。目前绝大多数精密机床及新研制的机床均采用前者作为直线驱动机构，而世界上一些发达国家的知名机床厂家则推出了新型的直线电机直接驱动装置，如德国DMG公司、日本沙迪克公     

电熔爆机床伺服进给系统设计

介绍了DK9032熔爆机床伺服进给机构及其滚珠丝杠副、伺服电机、丝杠轴承的选择计算，并对伺服进给系统的综合刚度和传动精度进行了验算。     

数控机床中两种直线驱动机构的综合评述

当今，在数控机床中出现了两种直线驱动机构，即：“旋转电机 滚珠丝杠副”进给传动方式和直线电机直接驱动方式。目前绝大多数精密机床及新研制的机床均采用“旋转电机 滚珠丝杠副”作为直线驱动机构，而世界上一些发达国家的知名机床厂家，则推出了新型的直线电机直接驱动装置，如德国的DMG公司，日本的     

数控机床伺服系统参数选择及其刚度的研究

以数控机床伺服进给系统的参数选择以及刚度为研究对象，结合在普通外圆曲轴磨床上进行数控改造的经验，讨论了伺服进给系统的参数选择问题，并着重研究了系统刚度对伺服进给系统的稳定性和定位精度的影响。结合实际，提出了提高传动刚度的结构措施及方法。对数控机床伺服进给系统的设计有一定的参考价值。     

高速切削机床进给系统

介绍了高速切削机床的直线进给系统,包括电-机伺服进给和直线电机驱动的两种进给系统的结构组成、工作原理、精度和性能要求、应用范围,以及进行改进和提高的措施。     

微量进给结构的研究和应用

精密机床在加工中,精确进给是机床制造中的一大难题。通过对进给结构中进给爬行、传动刚性、机床振动的分析,针对机床的用途,采用静压导轨、直线滚动导轨、磕头机构、静压偏心套机构等不同进给机构,消除了不利因素对进给的影响,达到精确进给的目的。     

基于伺服电动缸驱动的铣削头主轴位置控制结构设计

针对组合机床通用部件滑套式铣削头主轴伸出缩回运动的不足,设计了一种采用伺服电动缸驱动的主轴伸出缩回运动的结构方案。将铣削头主轴伸出缩回直线往复运动由液压缸驱动转换成伺服电动缸推杆驱动,主轴伸出位置实现无级精确控制,具备自动粗铣、半精铣、精铣、让刀功能。在数控组合铣床上实现柔性化加工,得到广泛应用。     

凸轮数控车削系统关键技术的研究

研究了基于数控车削加工凸轮的方法,并对数控车削凸轮的关键技术进行研究,提出了有效的方法,为凸轮的高效率加工提供了一个新的途径。一般在凸轮数控车削加工过程中,切削角与切削速度随加工凸轮轮廓位置不同会发生很大变化,为了实现切削角随凸轮轮廓位置实时变化,采用了高频响直线伺服电动机驱动刀具高频摆动的方法,实现刀具的位置实时控制。凸轮的轮廓是一个非圆截面,为了生成凸轮非圆截面,采用高频响直线伺服电动机驱动刀具往复高速运动,实现凸轮非圆截面的生成。车削凸轮时,切削速度一般需要保持恒定,这样有利于刀具的寿命延长,并保证凸轮表面的粗糙度,为了实现凸轮车削的恒定线速度,采用变主轴转速的车削方法,解决这个重要的切削工艺问题。     

曲轴皮带轮信号盘数控铣齿专机设计

针对曲轴皮带轮信号盘的技术要求,提出了将普通X62W卧式铣床改造成用于铣加工信号盘的数控铣齿专机。阐述了机床的工作原理和改造方案,在原有机床上加装中低档数控系统、滚珠丝杠、伺服电机,设计了机械传动系统图、进给伺服系统、机床电气原理图,并编写了铣齿数控加工程序。实际使用证明,数控铣齿专机工作可靠,自动化程度高,生产效率高,产品质量稳定,完全满足了企业的需求,为企业充分利用现有设备,降低生产成本提供了实例。     

被动腕关节柔顺驱动环形刀具的曲面适应性问题研究

通过对现有曲面研抛现状的研究,设计出了一种新型的可用于数控铣床的自由曲面形状自适应柔顺研抛工具系统。工具系统中创新型的使用了被动腕关节机构以及磁流变液力矩伺服机构。其中,被动腕关节机构的使用,使得环形研抛工具能很好的适应工件表面曲率变化;同时磁流变液力矩伺服机构可以控制研抛压力的大小。实现了力/位混合伺服控制,为自动化柔顺研抛提供了一种新的途径。利用ADAMS建立了工具系统的虚拟样机,并对研抛过程的动力学问题进行了仿真实验研究。     

CM2000铣刨机皮带传动机构的有限元分析

CM2000铣刨机被广泛应用于公路及城市道路的养护中,皮带传动机构作为铣刨机最重要的一部分,它主要作用是将铣刨的碎料传递出去,其结构的设计直接影响着铣刨机的性能。利用大型有限元AGLOR分析软件对CM2000铣刨机皮带传动机构进行分析,得到了不同机构(采用方钢钢架和工字钢钢架)应力应变场量的分布情况,通过比较得出较为合理的皮带传动机构,可为铣刨机设计者提供一定参考依据。     

Post-processor development for a turning and milling composite machine tool

The accomplishment of a turning and five-axis milling in only one setup is extremely useful and is possible on a turning and milling composite machine tool. In this work, we present a control algorithm and develop a post-processor for this machine, which has six linear and three rotary axes. To calculate a generalized kinematics model, coordinate systems are established by analyzing the basic kinematic chain relation of the turning and milling composite machine tool. The two vectors, which control the motions of the cutter contact workpiece, are simultaneously transformed to provide the algorithms of the rotary angles and motion coordinate. A special post-processor written in JAVA language is developed according to the proposed algorithm. To evaluate the effectiveness and accuracy of the developed post-processor, a specimen (blade) is used in the cutting simulation and real machining experiment. Experimental results showed the effectiveness and accuracy of the proposed algorithm. Furthermore, Compatibility is improved by adding new functions such as change of target machine, cutter location data change, workpiece origin offset, and cutting feed rate control.     

基于S7-200的微型数控机床的开发研制

数控机床在工业制造及其它行业中应用越来越广,采用西门子S7-200PLC、伺服驱动器等组成的微型数控机床,可进行自动铣削及多孔钻削操作。该设备体积较小,结构简单,操作方便,可用于电木等材料的加工。经试验,该系统具有较高的定位精度和尺寸精度。     

基于PC的教学型数控铣床实验系统设计

设计了一套以通用PC机为基础的教学型数控铣床实验系统，采用步进电机作为伺服元件，控制三个坐标轴的运动，开放式结构，可为学生提供大量的教学实验，满足实验教学要求。重点介绍了系统的I／O接口电路、步进电机驱动电路设计和软件部分设计。     

基于直线电机的高速滚珠丝杠副寿命试验机设计

针对高速滚珠丝杠副性能指标的测量需求,设计了一套基于直线电机的高速滚珠丝杠副寿命测试试验系统,系统以直线电机为加载机构、旋转伺服电机为丝杠驱动机构、多轴运动控制卡为运动控制器。据此系统设计的滚珠丝杠副高速加载跑合寿命试验机在连续稳定变负载的情况下,可以对滚珠丝杠在高速、高加速度、大负荷等条件下进行长时间运行测试,满足寿命试验机对滚珠丝杠副寿命试验和相关参数的测试要求。试验结果证明了系统的可行性。