数控机床二轴数控转台动力学仿真与耦合分析.pdf

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1、第3期组合机床与自动化加工技术NO．32012年3月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMat．2012文章编号：1001—2265(2012)03—0011—06数控机床二轴数控转台动力学仿真与耦合分析术杨凌云，叶文华，刘世豪(南京航空航天大学机电学院，南京210016)摘要：二轴数控转台是五轴联动数控机床的关键部件，文章运用多体动力学理论对摇篮式二轴数控转台的动力学特性进行了研究。首先建立转台的结构仿真模型和动力学模型，然后在理论推导动力学方程和耦合方程的基础之上，借助动力学仿真软件RecurDyn仿真并验证了其动

2、力学性能和耦合作用。在进行耦合分析时，提出了一种将两轴单独运动与同时运动相对比的方法，得出了反映转台在各种运动状态下耦合作用的图形与数据，并提出优化设计的参考建议。关键词：摇篮式转台；动力学；仿真；动力学耦合中图分类号：TH122；TG65文献标识码：ADynamicSimulationandCouplingAnalysisfor2-DNCTurntableofNCMachineYANGLing．yun，YEWen．hua，LIUShi．hao(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAerona

3、uticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：2-DNCturntableisthekeycomponentoffive—axisNCmachinetools．Thispaperresearcheddynamiccharacteristicsofcompound2-DNCturntablebaseonmulti—bodydynamicstheory．Thefirstthingtodoistocreateitsstructuresimulationmodelanddynamicmode1．Thendynamicequationan

4、dcouplingequationarederivedtheoretically，SOthatthedynamiccharacteristicsandcouplingeffectcanbesimulatedandvalidatedbyusingRecurDyn．Intheprocessofcouplinganalysis，amethodproposedistocompareseparatemotionwithsimultaneousmotionofthetwoaxes．Imageanddatecanbeobtainedtoreflectthecouplingeffectofturn

5、tableindifferentmovementcondition．Accordingly，somereferencedproposalsareputforwardforoptimaldesign．Keywords：compoundturntable；dynamic；simulation；dynamiccoupling何提高角位置和角速度精度，提高系统的稳定性和O引言抗干扰能力，减少各框架间的动力学耦合，改善摩擦二轴数控转台是五轴联动数控机床的关键功能干扰力矩等问题都值得我们思考。部件之一，主要用于与机床设备配套完成机床各种多体动力学理论的发展为机床动力学设计分析功能，对保证机床基

6、本功能的充分使用、扩大机床的提供了一个新途径。建立机床的数字模型，引入柔工艺性能和使用范围、保证加工精度、提高生产效性体的概念，通过运动学和动力学仿真可研究分析率、减轻劳动强度等方面都起着重要作用。因此数机床的动力学性能。控转台的发展水平便成为整个机床工业技术水平的虚拟样机技术(VirtualPrototypeTechnology)是标志之一。机床动力学设计方面的一项新的应用技术，包括三目前，机床数控转台的研究主要包括以下方面：维建模技术、有限元分析技术、机械系统动力学仿真机械结构研究¨]，驱动元件研究，控制技术研技术、机电液控制技术、最优化技术，利用软件来分究，检测方法研究，可靠

7、性与稳定性研究。如析评估系统的性能，从而为物理样机的设计和制造收稿日期：2011—12—20基金项目：江苏省产学研前瞻性联合研究项目(BY2009102)；江苏省“六大人才高峰”项目“重型五轴联动龙门加工中心若干关键技术研究”作者简介：杨凌云(1987一)，女，江苏镇江人，南京航空航天大学硕士研究生，研究方向为机床结构分析与优化，(E—mail)binglingyly@163com0·12·组合机床与自动化加工技术第3期提供参数依据。位于摇篮部分、左耳部分和右耳部分驱