三轴数控铣床进给系统的adams和simuilnk联合仿真

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1、《现代数控技术及装备》课程设计报告题目:三轴数控铳床进给系统的ADAMS和SIMUILNK联合仿真学院：机械工程学院班级：姓名：学号：摘要以某数控三轴立式铳床为对彖，通过测绘，利用SolidWorks建立三轴立式铳床整机模型。木文在此模型的基础上，将机床整机模型导入ADAMS屮，并在ADAMS中添加约束和驱动；利用虚拟样机技术建立了机床伺服进给驱动系统多体动力学模型，通过MATLAB/Simulink模块建立了机床伺服进给驱动系统控制模型，通过ADAMS/Controls模块作为两软件的接口，将ADAMS中的机械模型的位移、速度等输出反馈给控

2、制模型，建立了机床进给驱动系统的机电联合仿真模型，实现了复杂机电系统的联合仿真，仿真结果表明机床整机进给系统具有良好的动态响应特性。并为机床进给系统的设计与调试提供可靠依据。关键词：虚拟样机技术；伺服进给駆动系统；机电联合仿真1绪论11.1背景11.2本文主要涉及内容12数控铳床旳整机建模22.1X和Z向进给系统建模22.2Y向进给系统建模23动力学建模43.1模型导入43.2运动学仿真43.3动力学系统建模53.4动力学模型导出64ADAMS/Simulink联合仿真74.1联合仿真的创建74.2联合仿真分析84.3联合仿真的结论115总结

3、12结束语13参考文献14附录151.1背景数控机床伺服进给驱动系统主要由伺服电机、伺服驱动器、联轴器，丝杠导轨和工作台组成，是以机床移动部件的位置和速度为控制量，接受來自插补装置或插补软件生成的进给脉冲指令，经过一定的信号变换及电压、功率放大、检测反馈，最终实现机床工作台与刀具相对运动的控制系统。现代数控机床是一个非常复杂的机电耦合系统，进给伺服系统的速度、精度等性能很大程度上决定了数控机床的整体性能，因此研制高性能的进给伺服系统是发展现代数控机床技术的关键。在传统的机电控制系统设计过程中，机械工程师和控制工程师各口都需耍建立自己的模型，然

4、后分别采用不同各自的仿真软件，对机械系统和控制系统进行独立的设计调试和实验，最后通过建好的物理样机模型对其进行机械系统和控制系统联合调试，如果发现问题就要重新修改各自的仿真模型，然后重新建造物理样机并对具进行再一次的联合调试这种设计方式显然比较费时费力。机电联合仿真技术可以很好地解决传统机电控制系统设计的不足，为机械和控制系统进行联合分析捉供了一个全新的方法，即利用熄拟样机技术对机械系统和控制系统进行反复联合调试，直到获得满意的设计效果，然后进行物理样机的建造和调试,大大缩短样机的开发周期和减少开发成木。1.2本文主要设计内容本文以三轴数控立

5、式铳床为研究对彖，对机床进给系统联合仿真，主要冇一下相关工作：1•测绘机床，在solidworks屮实现机床各部件的建模以及装配，建立完整的数控机床模型。2.将模型装配体简化并转化为中间x_t格式导入到Adams中，添加材料属性、约束和驱动，进行运动学仿真。3.建立机床进给系统的动力学模型，并导simulink可读文件。4.在simulink中建立控制模型，调节控制参数,验证系统的动态响应特性。2数控铳床整机建模SolidWorks在零件造型、装配操作上直观简单，容易上手，而且功能强大。木次建模采用此软件，同吋也为了与后续的动力学建模软件AD

6、AMS在零件互转上具有更好的兼容性。2.1X、Z向进给系统建模Z向进给系统主要包括底座、导轨、滚珠丝杠螺母、以及驱动单元和工作台,为了尽可能的减少联合仿真的中的计算量，建模中将导轨、支承单元等与底座集成，并将联轴器与丝杠集成，省略了繁琐的固定件。X向进给系统如图所示图2.1Z向进给系统模型图2.2Z向和X向进给系统模型2.2Y向进给系统建模Y向进给系统主要包括：立柱、主轴单元、导轨、滚珠丝杠螺母以及支承单元和驱动单元，为了尽可能的减少联合仿真的中的计算量，建模中将导轨、支乐单元等与底座集成，并将联轴器与丝杠集成，省略了繁琐的固定件。Y向进给系

7、统如图所示。图2.3机床整机图其他模型及相关细节不做详细介绍，具体见附件13动力学建模机械手的动力学建模是在ADAMS软件中完成的。ADAMS是世界上运用最广泛的机械系统动力学分析软件，应用广泛，包括航空航天、汽车工程、工业机械和工程机械等领域。而ILADAMS能够与绝人多数CAD软件（如SolidWorks、Pro/E、CATIA.UG等）进行模型的导入导出，同时也能够与大多数控制软件（如MATLAB、EASY5等）进行联合仿真。因此，在本次作业屮，完成正是这部分内容：将SolidWorks模型导入到ADAMS中建立动力学模型，再与MATL

8、AB进行联■^仿，貞.o本次设计中，可对XYZ三向进给系统进行动力学联合仿真，但是由于三轴同时仿真，计算机计算量特别大，仿真时间很长，所以本文中仅仅以Z向进给系统为