【硕士论文】高速进给单元刚度与定位精度的研究.pdf

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1、广东工业大学硕士学位论文高速进给单元刚度与定位精度的研究姓名：刘玉荣申请学位级别：硕士专业：机械制造及自动化指导教师：张伯霖2000.4.1TGF1L7．1摘要超高速加工是近十年来发展起来的一种先进制造技术，是国际上公认的四大先进制造技术之一。高速加工机床是实现高速加工的前提条件。为了满足超高速数控机床的高进给速度、商加速度的要求，采用了直线电机取代了传统的“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的传动方式，直接驱动工作台作直线进给运动，实现了进给系统的“零传动”。进给系统的刚度和定位精度对机床的加工精度影响很大。直线电机直接驱动的方式是一种新的传动方式，国内外对其定位精

2、度和剐度研究较少。本文结合广东省高教厅的重点科研项目，通过对我校高速加工与机床研究室已研制成的直线电机高速直线进给单元进行理论分析与试验研究，找出刚度和定位精度的变化规律及其影响因素，提出改进和优化的措施。本文分析了直线电机高速进给单元的组成及特点；对进给单元的伺服控制系统进行了理论建模，对进给系统的稳态误差和动态性能进行了分析和仿真，通过试验获得了系统运行性能的实验数据并与仿真结果加以对比。从理论上对定位精度加以分析，设计定位精度的实验方法，通过激光干涉仪对定位精度进行测试，找出影响工作台的定位精度的主要因素并对误差进行补偿。分析系统的结构刚度和伺服刚度，

3、利用已得出的控制模型对系统的动态伺服刚度进行仿真，通过激光测量仪对进给系统的动态和静态刚度进行了测试，并验证仿真的结果，从中找出影响系统刚度的因素及其变化规律，通过分析对比进一步优化系统的参数，从而获得较好的系统刚度。f研究成果为开发我国第一代超高速加工中心和其他数控机床提供了必要的理论依据和试验数据。)、卫^关键字：超高速加工进给系统直线电机定位精度刚度．I．ABSTRACTUltra-highspeedmachining，developedintherecentdecade，isoneoftheadvancedmanufacturingtechnolog

4、ies，that这odeofthefouradvancedmanufacturingtechnologies．Higkspeedmachinetoolisbaseofhigh—speedmanufacture．Inordertorealizehighvelocityandhighaccelerationofhigh-speedCNCmachinetool，thefeedsystemdrivenbylinearmotorisusedtoininsteadofthe缸nsmissionsystemoftherotatingservomotor+ballcrew,

5、realizedzero-transmission．StiffnessandpositioningaccuracyoffeeddrivesysteminfluenceONmachiningaccuracyofmachiuetoolremarkably．InvestigationsonstiffnessandpositioningaccuracyoffeedsystemdrivenbylinearmotorareveryseldompresentedintheliteraturebecausethatsystemisanewtypeofIransmission

6、．OnthebaseoftheresearchprojectofhighEducationBeauroofGuangdongProvince，Thearticleanalysestheinfluencesofstiffnessandpositioningaccuracyoffeedsystemandtheirvariationalrules，SOthatthemeasuresofimprovementcanbemade．Thearticleanalysesthecomponentandperformanceofthehighfeedsystemunitdri

7、venbylinearmotor,Thecontrolmodelisproposedandverified．Thesteadyerror,systemstabilityanddynamicpropertyareanalyzed,simulatedandverifiedbYexperiments．Thepositio她accm'acyisanalyzedtheoretically．ExtmSmentmethodisdesignedtonK镭瓤】rcaccuracyofpositioningbymeansoflaserint枷erometerinordertof

8、indoutthefactorsthatinakei