本文關(guān)鍵詞：重型立式加工中心運(yùn)動(dòng)誤差建模與分析

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【摘要】：重型立式加工中心作為典型的重型機(jī)床,在船舶、冶金等重工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用,但其加工精度一直與國(guó)外先進(jìn)重型數(shù)控機(jī)床相差較大。運(yùn)動(dòng)誤差作為影響數(shù)控機(jī)床精度的重要因素之一,由于其復(fù)雜性、不易測(cè)量等特點(diǎn),相關(guān)研究一直沒(méi)有形成體系。重型立式加工中心由于其質(zhì)量大、負(fù)載大、行程大等特點(diǎn),運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)其加工精度的影響更為明顯,因此,本文主要通過(guò)建立重型立式加工中心的伺服進(jìn)給系統(tǒng)理論模型,分析影響運(yùn)動(dòng)誤差的主要因素及其影響規(guī)律。根據(jù)重型立式加工中心質(zhì)量大、負(fù)載大、行程大等特點(diǎn),考慮摩擦力、反向間隙、橫向位移等干擾因素的影響,將滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化,建立了機(jī)械傳動(dòng)模型;根據(jù)西門子840D數(shù)控系統(tǒng)611D驅(qū)動(dòng)器控制結(jié)構(gòu)建立三環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)模型,最終得到基于干擾因素的重型立式加工中心伺服進(jìn)給系統(tǒng)理論模型�；谏鲜鏊欧M(jìn)給系統(tǒng)理論模型,在Simulink中搭建伺服進(jìn)給系統(tǒng)單軸與雙軸閉環(huán)仿真模型。同時(shí)分析得到運(yùn)動(dòng)誤差的主要影響因素,進(jìn)而通過(guò)仿真的方法分析得到的主要影響因素對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差的影響規(guī)律。為驗(yàn)證本文所建立的伺服進(jìn)給系統(tǒng)理論模型的正確性,設(shè)計(jì)相應(yīng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)比理論伺服驅(qū)動(dòng)模型各環(huán)伯德圖與西門子840D控制系統(tǒng)各環(huán)伯德圖,驗(yàn)證理論伺服驅(qū)動(dòng)模型正確性;對(duì)比伺服進(jìn)給系統(tǒng)理論模型仿真的臨界爬行速度與實(shí)測(cè)結(jié)果,驗(yàn)證機(jī)械傳動(dòng)模型的正確性;測(cè)量得到直線軌跡與圓軌跡輸入的運(yùn)動(dòng)誤差與理論模型仿真結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證伺服進(jìn)給系統(tǒng)理論模型的正確性。
【關(guān)鍵詞】：重型立式加工中心 伺服進(jìn)給系統(tǒng) 建模 運(yùn)動(dòng)誤差
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題的來(lái)源及研究的背景和意義8-10
• 1.1.1 課題的來(lái)源8
• 1.1.2 課題的研究背景和意義8-10
• 1.2 數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 目前存在的問(wèn)題14
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 重型立式加工中心伺服進(jìn)給系統(tǒng)建模16-29
• 2.1 引言16-17
• 2.2 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)理論模型建立17-22
• 2.2.1 伺服電機(jī)模型17-19
• 2.2.2 三環(huán)控制模型19-22
• 2.3 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)理論模型建立22-28
• 2.3.1 滾珠絲杠傳動(dòng)模型22-25
• 2.3.2 摩擦力模型25-26
• 2.3.3 反向間隙模型26-27
• 2.3.4 橫向位移模型27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 重型立式加工中心運(yùn)動(dòng)誤差影響因素分析29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 搭建伺服進(jìn)給系統(tǒng)閉環(huán)仿真模型29-32
• 3.2.1 設(shè)計(jì)指令輸入信號(hào)29-31
• 3.2.2 搭建伺服進(jìn)給系統(tǒng)仿真模型31-32
• 3.3 運(yùn)動(dòng)誤差影響因素分析及仿真32-41
• 3.3.1 運(yùn)動(dòng)誤差主要影響因素分析32-33
• 3.3.2 非線性因素仿真分析33-38
• 3.3.3 線性因素仿真分析38-40
• 3.3.4 雙軸耦合運(yùn)動(dòng)誤差仿真分析40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 重型立式加工中心實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證42-55
• 4.1 引言42
• 4.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備42-45
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)輪廓曲線與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)42-43
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)量設(shè)備及其安裝43-45
• 4.3 理論模型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)45-48
• 4.3.1 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驗(yàn)證45-46
• 4.3.2 臨界爬行速度驗(yàn)證46-48
• 4.4 運(yùn)動(dòng)誤差測(cè)量實(shí)驗(yàn)48-54
• 4.4.1 直線指令輸入的運(yùn)動(dòng)誤差實(shí)驗(yàn)49-53
• 4.4.2 圓弧指令輸入的運(yùn)動(dòng)誤差實(shí)驗(yàn)53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 致謝60

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本文編號(hào)：1036003