進(jìn)給系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的重要組成部分,其進(jìn)給性能直接影響加工的質(zhì)量。雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙絲杠的進(jìn)給系統(tǒng)作為一種高精度的驅(qū)動(dòng)方式在進(jìn)給系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛,因此研究雙絲杠的進(jìn)給性能對(duì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、運(yùn)動(dòng)精度和加工效率具有重要意義。本文以雙絲杠同步工作臺(tái)為研究對(duì)象,運(yùn)用理論計(jì)算、有限元分析、機(jī)電聯(lián)合仿真、實(shí)驗(yàn)等技術(shù)對(duì)其進(jìn)給性能進(jìn)行分析和實(shí)驗(yàn)研究,具體內(nèi)容如下:(1)在分析雙絲杠同步工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與進(jìn)給原理的基礎(chǔ)上,建立雙絲杠同步工作臺(tái)的進(jìn)給性能分析模型,采用拉格朗日能量法與幾何建模方法得到動(dòng)力學(xué)模型與剛?cè)狁詈戏抡婺Ｐ?為后續(xù)進(jìn)給性能研究奠定理論基礎(chǔ)并提供分析模型。(2)對(duì)雙絲杠同步工作臺(tái)進(jìn)行性能仿真分析,對(duì)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行求解,對(duì)模態(tài)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)并利用有限元法進(jìn)一步分析,將動(dòng)力學(xué)模型中的參數(shù)代入剛?cè)狁詈戏抡婺Ｐ筒⑦M(jìn)行進(jìn)給性能仿真,得出不同工藝參數(shù)對(duì)雙絲杠同步工作臺(tái)進(jìn)給性能的影響。(3)結(jié)合雙絲杠同步工作臺(tái)剛?cè)狁詈戏抡婺Ｐ?研究同步控制策略對(duì)雙絲杠同步工作臺(tái)進(jìn)給性能的影響,搭建剛?cè)狁詈戏抡婺Ｐ团c同步控制策略相結(jié)合的機(jī)電聯(lián)合仿真模型,研究主從同步控制策略與交叉耦合同步控制策略下的雙絲杠同步工作臺(tái)的進(jìn)... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：98 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

NH6300臥式加工中心

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文51.3.2雙絲杠進(jìn)給系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀隨著數(shù)控機(jī)床在向高速度、高精度、高穩(wěn)定性發(fā)展的同時(shí)，同步控制技術(shù)在高精密數(shù)控機(jī)床上也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。日本精工株式會(huì)社（NSK）推出了雙驅(qū)動(dòng)用絲杠“TW”系列，該系列絲杠可通過強(qiáng)制冷卻使絲杠在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的溫度上升得到抑制，從而提高絲杠運(yùn)動(dòng)的直線度，并且采用了沿絲杠旋轉(zhuǎn)方向的后導(dǎo)向順暢的循環(huán)方式，使其進(jìn)給性能明顯提高[32]。日本精森機(jī)最早提出了重心驅(qū)動(dòng)的概念，即使移動(dòng)物體重心在兩根絲杠的中心線上移動(dòng)。該設(shè)計(jì)方法減小了系統(tǒng)在運(yùn)行中的振動(dòng)，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、加工精度和加工效率，并且使刀具使用壽命得到延長(zhǎng)。NH6300臥式加工中心作為該公司推出的采取了重心驅(qū)動(dòng)技術(shù)的數(shù)控機(jī)床，其快速移動(dòng)速度可達(dá)到50m/min，適合加工中小批量的難切削材質(zhì)工件，例如汽車、建筑機(jī)械和飛機(jī)制造中使用的材質(zhì)[33]，圖1-1為NH6300臥式加工中心。瑞士DIXI公司以生產(chǎn)臥式精密鏜床而著名，其研究開發(fā)的DHP80臥式加工中心如圖1-2所示，進(jìn)給系統(tǒng)采取雙電機(jī)重心驅(qū)動(dòng)方式，最大程度上提高了系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，其定位精度高達(dá)4μm，最快進(jìn)給速度達(dá)60m/min[34]。圖1-1NH6300臥式加工中心圖1-2DHP80臥式加工中心國(guó)外在設(shè)計(jì)高精密數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)時(shí)，很多系統(tǒng)都添加了同步控制模塊，如德國(guó)西門子公司的SIMENS840D數(shù)控系統(tǒng)[35]、FANC18i、16i和Num1060、SINUMERIK840D數(shù)控系統(tǒng)等。DSTechonogie公司開發(fā)的SprintZ3數(shù)控機(jī)床和Heckert公司開發(fā)的SMK400機(jī)床均采用了SINUMERIK840D數(shù)控系統(tǒng)。

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文6國(guó)內(nèi)在雙絲杠同步控制技術(shù)方面的研究仍處于初級(jí)階段，很多具有雙絲杠同步控制功能的機(jī)床其核心控制還需要引用國(guó)外的技術(shù)。2002年齊齊哈爾機(jī)床廠[36]通過對(duì)德國(guó)瓦德里希-科堡公司的數(shù)控龍門銑床進(jìn)行了數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)改造,在西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用CXK5263車銑復(fù)合加工中心實(shí)現(xiàn)了Analogaxis功能與GantryAxis功能，并且實(shí)現(xiàn)了雙電機(jī)主從同步控制。目前我國(guó)采用雙絲杠同步控制的數(shù)控機(jī)床只有少數(shù)幾家，如CXK5263車銑復(fù)合加工機(jī)床，最大回轉(zhuǎn)直徑為6300mm，最大加工高度為4000mm，其工作臺(tái)采用雙絲杠結(jié)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并利用主從同步控制驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)雙絲杠的控制，實(shí)現(xiàn)了精確定位功能[37]，如圖1-3所示。圖1-3CXK5263車銑復(fù)合加工中心圖1-45DMCH63高速精密臥式加工中心南通科技投資集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的高速精密臥式加工中心X/Y/Z三軸均采用雙絲杠進(jìn)給系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)采用SINUMERIK840D系統(tǒng)，其定位精度高達(dá)8μm[38]，如圖1-4所示。圖1-5M/800H落地式銑鏜加工中心圖1-6重型臥式車床北京機(jī)床研究所研發(fā)的臥式加工中心如圖1-5所示，其最高進(jìn)給速度可達(dá)到40m/min，主軸最高轉(zhuǎn)速為8000r/min，重復(fù)定位精度達(dá)到2μm。其內(nèi)部構(gòu)件采用性能優(yōu)良的鑄件，總體剛度高，運(yùn)行穩(wěn)定性優(yōu)良，其進(jìn)給系統(tǒng)采取雙絲杠對(duì)稱結(jié)

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：2923358