本文選題：數(shù)控滾齒機(jī)　切入點：動態(tài)特性　出處：《西安交通大學(xué)學(xué)報》2017年12期

【摘要】：為了研究數(shù)控滾齒加工中滾刀軸轉(zhuǎn)速波動引起的工件軸速度波動的動態(tài)響應(yīng)特性,對數(shù)控滾齒機(jī)旋轉(zhuǎn)工作臺即工件軸的伺服控制問題進(jìn)行了分析。首先根據(jù)電機(jī)學(xué)原理和機(jī)械動力學(xué)原理對伺服控制系統(tǒng)組成的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了建模和分析,推導(dǎo)出旋轉(zhuǎn)工作臺的整體伺服控制系統(tǒng)模型,并考慮到伺服控制環(huán)節(jié)在動態(tài)響應(yīng)過程中的摩擦因素,引入了非線性Stribeck黏性摩擦結(jié)構(gòu);然后利用Simulink建立了滾齒機(jī)旋轉(zhuǎn)工作臺的伺服系統(tǒng)仿真模型,并研究了不同的位置和速度指令頻率變化對工件軸伺服動態(tài)響應(yīng)影響效果;最后通過數(shù)控滾齒機(jī)工作臺控制實驗來驗證工件軸的動態(tài)響應(yīng)特性。仿真結(jié)果表明:旋轉(zhuǎn)工作臺伺服系統(tǒng)在低速運行時,位置跟蹤存在"平頂"現(xiàn)象,速度跟蹤存在"死區(qū)"現(xiàn)象;旋轉(zhuǎn)工作臺伺服系統(tǒng)位置和速度的跟隨率隨著指令頻率的增大而減小,當(dāng)指令頻率增大到31Hz時,速度跟隨率不足10%。在和仿真相同的指令頻率變化條件下,進(jìn)行滾齒機(jī)工件軸的轉(zhuǎn)速控制實驗,工件軸的響應(yīng)曲線與仿真響應(yīng)曲線基本吻合,驗證了模型的有效性和可靠性。該模型可為數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺伺服進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計、伺服控制方法研究及故障診斷等工作提供理論依據(jù)。
[Abstract]:In order to study the dynamic response characteristics of the speed fluctuation of the workpiece shaft caused by the fluctuation of the rotational speed of the hob shaft in NC hobbing machining, The servo control problem of the rotary table of NC gear hobbing machine that is workpiece shaft is analyzed. Firstly, every link of servo control system is modeled and analyzed according to the principle of motor and mechanical dynamics. The whole servo control system model of the rotary table is deduced, and the nonlinear Stribeck viscous friction structure is introduced considering the friction factor of the servo control link in the dynamic response process. Then the servo system simulation model of the rotary table of the hobbing machine is established by using Simulink, and the effect of different position and speed command frequency on the dynamic response of the workpiece shaft is studied. Finally, the dynamic response characteristics of the workpiece shaft are verified by the control experiment of the worktable of the CNC gear hobbing machine. The simulation results show that when the servo system of the rotary table is running at low speed, the "flat-top" phenomenon exists in the position tracking. There is a "dead zone" phenomenon in velocity tracking, and the position and velocity follow rate of the rotary table servo system decreases with the increase of instruction frequency, when the instruction frequency increases to 31Hz, The speed following rate is less than 10. Under the same command frequency change condition as simulation, the speed control experiment of the workpiece shaft of the hobbing machine is carried out. The response curve of the workpiece shaft basically coincides with the simulation response curve. The validity and reliability of the model are verified. The model can provide theoretical basis for the design of servo feed system of NC rotary table, the research of servo control method and fault diagnosis.
【作者單位】： 西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室;
【基金】：國家科技重大專項資助項目(2015ZX04005001)
【分類號】：TG612

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本文編號：1697026