本文關(guān)鍵詞：基于聯(lián)合仿真的加工中心絲杠進給系統(tǒng)動態(tài)特性研究　出處：《蘭州理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 加工中心 進給系統(tǒng) 滾珠絲杠 PID控制 機電聯(lián)合仿真

【摘要】：隨著先進制造技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)控加工技術(shù)得到了很大提高,這也推動著加工中心向著高速度、高精度和高效率的方向發(fā)展。進給系統(tǒng)是加工中心的重要組成部分,它的動態(tài)特性會直接影響到加工中心的加工質(zhì)量和效率,因此對于加工中心進給系統(tǒng)動態(tài)性能的要求也越來越高。本文以HMC630臥式加工中心絲杠進給系統(tǒng)為研究對象,運用多體動力學(xué)建模技術(shù)和機電聯(lián)合仿真技術(shù)對進給系統(tǒng)的動態(tài)特性進行深入研究。首先根據(jù)現(xiàn)有加工中心的進給驅(qū)動方式,結(jié)合多體系統(tǒng)動力學(xué)理論,建立了加工中心多剛體模型。利用有限元分析軟件對進給系統(tǒng)的滾珠絲杠進行柔性化處理,建立加工中心進給系統(tǒng)剛?cè)狁詈夏Ｐ汀７謩e對多剛體模型和剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦M行動力學(xué)仿真,并對仿真所獲得的動力學(xué)參數(shù)進行對比分析,證明剛?cè)狁詈夏Ｐ湍芨鎸嵉姆从尺M給驅(qū)動系統(tǒng)的運動情況。然后建立加工中心伺服控制系統(tǒng)模型,并運用PID控制器整定調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的主要參數(shù),使得控制系統(tǒng)達到快速響應(yīng)的同時還具有較高的控制精度。將加工中心進給系統(tǒng)模型與控制系統(tǒng)聯(lián)合,建立加工中心機電聯(lián)合仿真平臺。在建立的機電聯(lián)合仿真平臺上,通過輸入直線型與S型加減速控制指令驅(qū)動工作臺運動,實現(xiàn)不同速度控制算法規(guī)劃下加工中心進給系統(tǒng)的動態(tài)特性研究,以得出較優(yōu)的速度控制策略,為加工中心選擇最佳的進給方式提供依據(jù)。再在聯(lián)合仿真平臺上模擬了凸輪的加工,獲得了平面凸輪與空間凸輪的仿真加工軌跡,并將仿真加工軌跡曲線與理論凸輪輪廓曲線進行對比并分析,獲知模擬加工軌跡的缺陷與不足,并提出改進措施。結(jié)果表明該仿真平臺能夠分析和評價加工中心進給系統(tǒng)的動態(tài)特性,可應(yīng)用于調(diào)節(jié)整定伺服控制參數(shù),分析加工軌跡等多個方面。其中,在ADAMS后處理模塊還能獲得大量的加工過程的動力學(xué)參數(shù),這些都可以為加工中心的改善和研究提供依據(jù)。
[Abstract]:With the continuous development of advanced manufacturing technology, NC machining technology has been greatly improved, which also promotes the development of machining centers towards high speed, high accuracy and high efficiency. Feed system is an important part of machining center, its dynamic characteristics will directly affect the machining quality and efficiency of machining center, so the requirement for dynamic performance of machining center feed system is also higher and higher. In this paper, the HMC630 horizontal machining center screw feed system is taken as the research object, and the dynamic characteristics of the feed system are further studied by multi-body dynamic modeling technology and electromechanical combined simulation technology. Firstly, based on the feed driving mode of the existing machining center and the multi body system dynamics theory, a multi rigid body model of the machining center is established. The finite element analysis software is used to flexibly handle the ball screw of the feed system, and the rigid flexible coupling model of the feed system of the machining center is established. The dynamic simulation of multi rigid body model and rigid flexible coupling model is carried out. The dynamic parameters obtained by simulation are compared and analyzed. It is proved that the rigid flexible coupling model can reflect the movement of feed drive system more truly. Then, the servo control system model of the machining center is established, and the main parameters of the control system are adjusted by using the PID controller, so that the control system achieves fast response and high control accuracy. The machining center feed system model and the control system are combined to establish the electromechanical joint simulation platform of the machining center. In the electromechanical integrated simulation platform based on acceleration and deceleration control command to drive the motion of the platform and S through the input line, the realization of different speed control of dynamic characteristics of feed system of machining center planning algorithm, to obtain better speed control strategy, and provide the basis for the best choice of feed processing in the heart. In the simulation platform, the simulation of the cam machining, the machining simulation of trajectory plane cam and spatial cam, and the machining simulation of cam contour curve and theoretical curve and contrast analysis, simulation of machining defects informed and shortcomings, and put forward the improvement measures. The simulation results show that the simulation platform can analyze and evaluate the dynamic characteristics of the feed system of the machining center, and it can be applied to adjust the servo control parameters and analyze the machining trajectory. In the ADAMS post processing module, a large number of dynamic parameters of the processing process can be obtained, which can provide a basis for the improvement and research of the machining center.
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG659

【參考文獻】

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本文編號：1343741