基于国产数控机床机电匹配性研究.pdf

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1、基于国产数控机床机电匹配性研究童国荣孙正宏朱宏杰王战勇(汉川数控机床股份公司，陕西汉中723003)摘要：国家数控机床专项“汉川机床采用国产数控系统加工大型机床零件应用示范工程”之科研任务“国产数控机床机电匹配性研究”。其实质是数控机床进给系统的转矩匹配和惯量匹配问题之研究。数控机床进给系统的惯量匹配严重地影响着数控机床的性能、功能以及精度保持性、性能稳定性，文章对此进行了分析研究。关键词：数控机床转矩匹配-惯量匹配中图分类号：TG659文献标识码：AStudyofelectromechanicalmatchingbasedondomesticCNCmachineTONGGuoro

2、ng，SUNZhenghong，ZHUHongjie。WANGZhanyong(HanchuanCNCMachineToolCo．，Ltd．，Hanzhong723003，CHN)Abstract：“StudyofelectromechanicalmatchingbasedondomesticCNCmachine’’isthespecialprojectofnationalCNCmachine“thedemonstrationprojectofHanlandmachineadoptsdomesticCNCsystemtomachininglargemachineparts”．Ess

3、entially，itisthestudyoftorquematchingandinertiamatchinginfeedingsys—tern，theinertiamatchingoffeedingsystemseriouslyaffecttheperformance，function，accuracypreser-vationandperformancestabilityofCNCmachine．Thispaperanalyzedabouttheproblem．Keywords：CNCMachine；TorqueMatching；InertiaMatching国家数控机床专项“

4、汉川机床采用国产数控系统匹配，转矩虽有所过剩，但惯量匹配达到最佳状态这一加工大型机床零件应用示范工程”提出了“国产数控设计理念，这对于提高数控机床零件加工几何精度和机床机电匹配性研究”的科研任务，其目的主要是解表面粗糙度、提高加工效率是相当有利的。从牛顿定决数控机床进给系统的性能、功能以及精度保持性、性律可知：能稳定性问题。那种受传统机床设计思维的影响，只：+．，重视转矩匹配，而忽视惯量匹配，从而严重影响整机性能，是导致数控机床不能适应高速精密加工要求的核即t，车：M一心问题，本文据此展开分析研究。Ⅱ．l数控机床的机电匹配性问题的引入式中：孕n为角加速度；M为电动机的转矩，N．m；

5、为．折合到电动机轴的负载转矩，N·m；I，为总转动惯量，从有关的文献资料⋯可知，较高的“伺服精度”和kgm；09为角速度，1／sec；为加减速时间，S。优异“瞬态响应特性”是当今高速高精度大型数控机在采用数控机床对实际零件特别是模具加工过程床设计的追求目标，这就需要我们贯彻优先考虑惯量制造业自动化，2010，33(12)．模式识别、嵌入式系统及现场总线。[7]潘勇，袁慧梅，侯长宏．基于FPGA的误码仪IP核的设计与实现(编辑孙德茂)[J]．仪表技术与传感器，2009(3)．(收稿日期：2012—09—10)第一作者：莫太平，1974年生，在读博士，副教授，文章编号：l3o918硕士

6、生导师，主研领域为企业信息化管理、智能控制与如果您想发表对本文的看法．请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。国家数控机床专项(2012ZX04011一O11)·57·设计与研究DesignandResearch中，经常会发现在加工路径曲率半径变化大时，机械系(mS)，导轨摩擦系数，重力加速度g，则移动部件加统发生冲击和振动、加工表面粗糙度差、轮廓误差大、速所产生的合力为·拐弯时尖角铣不出来、两轴运行中出现不同步、加工的F三=m+，ng+mg(2)圆成为椭圆等现象，这些现象在全闭环机床中表现尤式中：m。为加速力；，哗为摩擦力；mg为重力，只有垂为突出，这就说明式(1)中的角加速

7、度d／d过小，进轴才会产生重力，而且移动部件向下运动为正，移动部给系统的总惯量I，也不匹配。件向上运动为负。又知滚珠丝杠螺距h(mm)、丝杠的传动效率为2数控机床的机电匹配性问题的研究卵，则由移动部件的惯量加速所产生的加速力矩为当选定进给系统的伺服电动机后，其转矩也就成=(3)定值了。式(1)中总惯量．，是电动机本身的惯量与折合到电动机轴的负载惯量之和，这一数值越小越有利另机床坐标快速移动速度V(—n／min)，快移加速于调速，瞬态响应越好，伺服电动机加减速所需要的能