基于机电耦合的数控铣滚齿复合加工动力学仿真-论文.pdf

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1、墨二2轴承2Ol4年9期Bearing2014，No．916—20CN41一l148／TH．．-工艺与装备基于机电耦合的数控铣滚齿复合加工动力学仿真许东海，刘艺(1．洛阳轴承研究所有限公司，河南洛阳471039；2．总装备部装甲兵驻沈阳地区军事代表室，沈阳110000)摘要：数控机床机电耦合动力学模型是一个非线性、强耦合的系统，其建模与仿真技术是数控机床动态性能分析的难点，针对数控铣滚齿复合机床的垂直进给伺服系统，以三相永磁同步伺服电动机理论模型为基础，在ADAMS和MATLAB中建立包括伺服电动机、控制系统和机械系统的伺服系统机电

2、耦合动力学模型，并对三环PID控制参数进行了整定。仿真结果表明，伺服驱动系统具有准确性、快速性和稳定性，在此基础上还分析了控制系统、机械系统和切削载荷对机电耦合系统动力特性的影响。关键词：转盘轴承；铣齿；滚齿；机电耦合；动力学仿真中图分类号：TH133．33；TGSI9．1；TP391．9文献标志码：B文章编号：1000—3762(2014)09—0016—05DynamicsSimulationonCombinedMachiningofNCGearMillingandHobbingBasedonMechatronicCouplin

3、gXuDonghai，LiuYi(1．LuoyangBearingResearchInstituteCo．，Ltd．，Luoyang471039，China；2．GeneralArmamentsDepartmentArmoredForceMilitaryAgentSRoominShenyangArea，Shenyang110000，China)Abstract：ThemechatroniecouplingdynamicmodelforNCmachinetoolisanon—linearandstrong—couplingsystem

4、，andthemodelingandsimulationtechniqueisdifficultyfordynamicperformanceanalysisofNCmachinetoo1．AimingattheverticalfeedservosystemofNCmachinetoolforcombinedmillingandhobbing，basedontheoreticalmodelforthree—phasepermanentmagnetsynchronousservomotor，themechatroniccouplingd

5、ynamicmodelforseEvosystemissetupinADAMSandMATLAB，whichincludesservomotor，controlsystemandmechanicalsystem，andthethree—loopPIDcontrolparametersareadjusted．Thesimulatingresultsshowthattheservodrivesystemfeaturesvalidity，speedinessandstability，andtheinfluenceofcontrolsyst

6、em，mechanicalsystemandcuttingloadsondynamicalcharac-teristicsofthemechatroniccouplingsystemisanalyzed．Keywords：slewingbearing；gearmilling；gearhobbing；mechatroniccoupling；dynamicssimulation转盘轴承是一种具有特殊用途的大型专用轴描述机电耦合系统的非线性数学方程组的研究方承，广泛应用于各种工程机械、起重机械和设备平法；机电耦合系统的稳定性理论J。应用计

7、算机台等。齿加工是影响转盘轴承生产效率的重要环建模和仿真技术可以在研制物理样机前得到数控节，数控铣滚齿复合机床有别于传统滚插齿机床，机床的动力学特性，并为机械与电气参数的匹配、综合加工效率是传统滚插齿加工效率的4—6元器件的选型提供理论依据。倍LlJ。机电耦合动力学将电磁学与力学联系起传统的建模法是运用已知定理、定律建立系来，形成交叉学科J，其基础理论研究包含3方面统的简易数学模型。这种方法对于简单的耦合系的问题：如何正确建立机电耦合系统的数学模型；统比较适用J，但数控机床机电耦合系统是跨学科的非线性系统，简化的数学建模不能反映其真

8、收稿日期：2014—03—26；修回日期：2014—05—26实情况。近年来，随着计算机技术的发展，多物理作者简介：许东海(1974一)，男，工程师，主要从事特大型场及多学科设计优化技术逐渐得到应用J，文献转盘轴承的加工和数控设备管理