動力伺服刀架驅(qū)動系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、高檔數(shù)控機(jī)床作為具有高科技含量的現(xiàn)代化“工作母機(jī)”，其性能、質(zhì)量和擁有量是衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化水平、綜合國力的重要標(biāo)志。而動力伺服刀架是數(shù)控機(jī)床的重要功能部件之一，其性能的優(yōu)劣、質(zhì)量的好壞直接影響數(shù)控機(jī)床的切削性能和切削效率，進(jìn)而影響到主機(jī)的性能、精度及可靠性。齒盤嚙合鎖緊過程及液壓系統(tǒng)的動態(tài)特性對刀架的性能有很大影響，因此有必要對它們進(jìn)行相關(guān)分析研究。
　　本文在分析了動力伺服刀架工作原理及工作過程的基礎(chǔ)上，首先，通過合理搭建

2、試驗(yàn)平臺、選擇傳感器及數(shù)據(jù)采集卡，檢測了齒盤在轉(zhuǎn)位過程中，刀架主活塞前后腔油液壓力及伺服電機(jī)的位置、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩變化數(shù)據(jù)。用平滑濾波方法濾掉油壓檢測數(shù)據(jù)中存在的噪聲干擾，并用matlab軟件編程找出曲線特征點(diǎn)數(shù)據(jù)。分析了油壓曲線變化的原因及齒盤嚙合鎖緊過程對電機(jī)位置、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩變化的影響，統(tǒng)計了油缸前后腔產(chǎn)生的最大壓力躍變分布情況及齒盤鎖緊過程動齒盤的轉(zhuǎn)角情況，計算了刀架的定位精度指標(biāo)。上述工作提出了一套動力刀架性能檢測技術(shù)方案，找出了刀

3、架在設(shè)計上的不足之處。然后，對齒輪轉(zhuǎn)位系統(tǒng)進(jìn)行合理簡化，基于活塞運(yùn)動方程、動齒盤轉(zhuǎn)動方程以及齒輪轉(zhuǎn)動系運(yùn)動方程，建立了三齒盤嚙合鎖緊過程刀架傳動系統(tǒng)的動力學(xué)模型。利用實(shí)驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)，采用最小二乘法辨識出模型的參數(shù)，找出齒盤鎖緊過程，動齒盤轉(zhuǎn)動角速度、主活塞運(yùn)動速度、齒面間摩擦力的變化規(guī)律。最后，采用狀態(tài)空間法建立了刀架液壓系統(tǒng)動態(tài)模型。以油壓檢測數(shù)據(jù)為參照，使用Microsoft Visual C++軟件對齒盤轉(zhuǎn)位過程前后腔油壓變化進(jìn)行動